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2111. 使数组 K 递增的最少操作次数

题目描述

给你一个下标从 0 开始包含 n 个正整数的数组 arr ,和一个正整数 k 。

如果对于每个满足 k <= i <= n-1 的下标 i ,都有 arr[i-k] <= arr[i] ,那么我们称 arr 是 K 递增 的。

  • 比方说,arr = [4, 1, 5, 2, 6, 2] 对于 k = 2 是 K 递增的,因为:
    • arr[0] <= arr[2] (4 <= 5)
    • arr[1] <= arr[3] (1 <= 2)
    • arr[2] <= arr[4] (5 <= 6)
    • arr[3] <= arr[5] (2 <= 2)
  • 但是,相同的数组 arr 对于 k = 1 不是 K 递增的(因为 arr[0] > arr[1]),对于 k = 3 也不是 K 递增的(因为 arr[0] > arr[3] )。

每一次 操作 中,你可以选择一个下标 i 并将 arr[i] 改成任意 正整数。

请你返回对于给定的 k ,使数组变成 K 递增的 最少操作次数 。

 

示例 1:

输入:arr = [5,4,3,2,1], k = 1
输出:4
解释:
对于 k = 1 ,数组最终必须变成非递减的。
可行的 K 递增结果数组为 [5,6,7,8,9],[1,1,1,1,1],[2,2,3,4,4] 。它们都需要 4 次操作。
次优解是将数组变成比方说 [6,7,8,9,10] ,因为需要 5 次操作。
显然我们无法使用少于 4 次操作将数组变成 K 递增的。

示例 2:

输入:arr = [4,1,5,2,6,2], k = 2
输出:0
解释:
这是题目描述中的例子。
对于每个满足 2 <= i <= 5 的下标 i ,有 arr[i-2] <= arr[i] 。
由于给定数组已经是 K 递增的,我们不需要进行任何操作。

示例 3:

输入:arr = [4,1,5,2,6,2], k = 3
输出:2
解释:
下标 3 和 5 是仅有的 3 <= i <= 5 且不满足 arr[i-3] <= arr[i] 的下标。
将数组变成 K 递增的方法之一是将 arr[3] 变为 4 ,且将 arr[5] 变成 5 。
数组变为 [4,1,5,4,6,5] 。
可能有其他方法将数组变为 K 递增的,但没有任何一种方法需要的操作次数小于 2 次。

 

提示:

  • 1 <= arr.length <= 105
  • 1 <= arr[i], k <= arr.length

解法

方法一

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class Solution:
    def kIncreasing(self, arr: List[int], k: int) -> int:
        def lis(arr):
            t = []
            for x in arr:
                idx = bisect_right(t, x)
                if idx == len(t):
                    t.append(x)
                else:
                    t[idx] = x
            return len(arr) - len(t)

        return sum(lis(arr[i::k]) for i in range(k))
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class Solution {
    public int kIncreasing(int[] arr, int k) {
        int n = arr.length;
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            List<Integer> t = new ArrayList<>();
            for (int j = i; j < n; j += k) {
                t.add(arr[j]);
            }
            ans += lis(t);
        }
        return ans;
    }

    private int lis(List<Integer> arr) {
        List<Integer> t = new ArrayList<>();
        for (int x : arr) {
            int idx = searchRight(t, x);
            if (idx == t.size()) {
                t.add(x);
            } else {
                t.set(idx, x);
            }
        }
        return arr.size() - t.size();
    }

    private int searchRight(List<Integer> arr, int x) {
        int left = 0, right = arr.size();
        while (left < right) {
            int mid = (left + right) >> 1;
            if (arr.get(mid) > x) {
                right = mid;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return left;
    }
}
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class Solution {
public:
    int kIncreasing(vector<int>& arr, int k) {
        int ans = 0, n = arr.size();
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            vector<int> t;
            for (int j = i; j < n; j += k) t.push_back(arr[j]);
            ans += lis(t);
        }
        return ans;
    }

    int lis(vector<int>& arr) {
        vector<int> t;
        for (int x : arr) {
            auto it = upper_bound(t.begin(), t.end(), x);
            if (it == t.end())
                t.push_back(x);
            else
                *it = x;
        }
        return arr.size() - t.size();
    }
};
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func kIncreasing(arr []int, k int) int {
    searchRight := func(arr []int, x int) int {
        left, right := 0, len(arr)
        for left < right {
            mid := (left + right) >> 1
            if arr[mid] > x {
                right = mid
            } else {
                left = mid + 1
            }
        }
        return left
    }

    lis := func(arr []int) int {
        var t []int
        for _, x := range arr {
            idx := searchRight(t, x)
            if idx == len(t) {
                t = append(t, x)
            } else {
                t[idx] = x
            }
        }
        return len(arr) - len(t)
    }

    n := len(arr)
    ans := 0
    for i := 0; i < k; i++ {
        var t []int
        for j := i; j < n; j += k {
            t = append(t, arr[j])
        }
        ans += lis(t)
    }
    return ans
}

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