Leetcode.2601 质数减法运算

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Leetcode.2601 质数减法运算 rating : 1779

题目描述

给你一个下标从 0 0 0 开始的整数数组 n u m s nums nums ,数组长度为 n n n

你可以执行无限次下述运算:

选择一个之前未选过的下标 i i i ,并选择一个 严格小于 n u m s [ i ] nums[i] nums[i] 的质数 p p p ,从 n u m s [ i ] nums[i] nums[i] 中减去 p p p

  • 如果你能通过上述运算使得 n u m s nums nums 成为严格递增数组,则返回 true ;否则返回 false

严格递增数组 中的每个元素都严格大于其前面的元素。

示例 1:
输入:nums = [4,9,6,10]
输出:true
解释:
在第一次运算中:选择 i = 0 和 p = 3 ,然后从 nums[0] 减去 3 ,nums 变为 [1,9,6,10] 。
在第二次运算中:选择 i = 1 和 p = 7 ,然后从 nums[1] 减去 7 ,nums 变为 [1,2,6,10] 。
第二次运算后,nums 按严格递增顺序排序,因此答案为 true 。
示例 2:
输入:nums = [6,8,11,12]
输出:true
解释:nums 从一开始就按严格递增顺序排序,因此不需要执行任何运算。
示例 3:
输入:nums = [5,8,3]
输出:false
解释:可以证明,执行运算无法使 nums 按严格递增顺序排序,因此答案是 false 。
提示:
  • 1 ≤ n u m s . l e n g t h ≤ 1000 1 \leq nums.length \leq 1000 1nums.length1000
  • 1 ≤ n u m s [ i ] ≤ 1000 1 \leq nums[i] \leq 1000 1nums[i]1000
  • n u m s . l e n g t h = n nums.length = n nums.length=n

解法:筛质数 + 贪心 + 二分

我们先使用 欧拉筛,筛出 [ 1 , n ] [1,n] [1,n]区间内所有的质数,存到 p r i m e s primes primes 中。

筛质数

p r e pre pre 为前一个数,当前数为 x x x。设 p p p 为小于 x x x 的质数,我们要让 p r e < x − p pre < x - p pre<xp,并且 p p p 还必须是满足条件的最大质数。转换一下得到:

p < x − p r e p < x - pre p<xpre

等价于需要找到最后一个 小于 x − p r e x - pre xpre 的质数 p p p,也就是满足该条件的最大质数。

  • 如果 p r e ≥ x pre \geq x prex,说明不能使得当前 n u m s nums nums 变成一个严格递增的数组,直接返回 false即可。
  • 否则更新 p r e = x − p pre = x - p pre=xp,可以使用二分来快速的找到最大的质数 p p p

时间复杂度: O ( n + n × l o g n ) O(n + n \times logn) O(n+n×logn)

C++代码:

const int N = 1010;
vector<bool> st(N, true);
vector<int> primes{0};auto _ = []()
{for(int i = 2;i < N;i++){if(st[i]) primes.push_back(i);for(int x: primes){if(x == 0) continue;if(x * i >= N) break;st[i * x] = false;if(i % x == 0) break;}}return 0;
}();class Solution {
public:bool primeSubOperation(vector<int>& nums) {int pre = 0;for(auto x:nums){if(pre >= x) return false;auto it = lower_bound(primes.begin(), primes.end(), x - pre);--it;pre = x - *it;}return true;}
};

Python3代码:

primes = [0]
N = 1010
st = [True] * Nfor i in range(2, N):if st[i]:primes.append(i)for x in primes:if x == 0:continueif x * i >= N:breakst[x * i] = Falseif x % i == 0:breakclass Solution:def primeSubOperation(self, nums: List[int]) -> bool:pre = 0for x in nums:if pre >= x:return Falsepre = x - primes[bisect_left(primes, x - pre) - 1]return True

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