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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:53:54.643000             🧑  作者: Mango

将给定数组拆分为 K 个子数组

在这个问题中,我们需要将一个给定的数组拆分成K个子数组,使得它们之间的最大值和最小值之差尽可能地小。这是一个非常经典的问题,也可以称为“二分答案”问题。

解题思路

为了更好地理解这个问题,我们可以想象将这个数组拆成K个部分,其中每个部分都是连续的子数组。我们可以通过不断地调整这些子数组,直到它们的最大值和最小值之差最小为止。

我们可以采用二分答案的思想来解决这个问题。二分答案的基本思想是:假设存在一个答案A,我们可以通过检查数组的每个子数组,来确定使用A作为最大值和最小值之差时,数组能否被拆分成K个子数组。如果可以,那么我们就可以认为较小的答案可能更好,并在其左侧区间上继续查找更优的答案;如果不行,我们就需要在更大的答案范围内寻找答案。

因此,我们可以在二分答案的过程中检查是否存在一个答案A,使得我们可以将数组拆分成K个子数组,使得每个子数组的最大值和最小值之差不大于A。具体实现可以参考下面的代码。

代码实现
def splitArray(nums, k):
    def canSplit(mid):
        cnt, curSum = 1, 0
        for num in nums:
            if curSum + num > mid:
                cnt += 1
                curSum = num
            else:
                curSum += num
        return cnt <= k

    left, right = max(nums), sum(nums)
    while left < right:
        mid = left + (right - left) // 2
        if canSplit(mid):
            right = mid
        else:
            left = mid + 1

    return left

该函数的输入参数包括一个整数数组nums和一个整数k,表示需要将nums拆分成k个子数组。函数的返回值为一个整数,表示最小的最大值和最小值之差。

我们首先定义了一个内部函数canSplit(mid),用于判断是否存在一个答案mid,使得我们可以将nums拆分成k个子数组,使得每个子数组的最大值和最小值之差不大于mid。具体实现时,我们使用了一个循环对nums中的每个元素进行遍历,并将它们逐个放入当前的子数组中。如果子数组加上当前元素后的和大于mid,则我们需要将该元素放入下一个子数组中。

接下来,我们在二分答案的过程中调用了canSplit(mid)来判断是否存在一个答案mid,使得我们可以将nums拆分成k个子数组,使得每个子数组的最大值和最小值之差不大于mid。如果可以,则我们将右侧边界缩小到mid左侧;否则,我们将左侧边界扩大到mid右侧。最终,我们返回左侧边界作为答案即可。

总结

通过以上的介绍,我们学习了如何将一个给定的数组拆分成K个子数组,以最小化它们的最大值和最小值之间的差异。这是一个典型的“二分答案”问题,需要使用二分查找来寻找最优解。同时,我们也学习了如何在Python中实现该算法。