[Leedcode][JAVA][第914题][最大公约数]

【问题描述】

给定一副牌,每张牌上都写着一个整数。

此时,你需要选定一个数字 X,使我们可以将整副牌按下述规则分成 1 组或更多组:

每组都有 X 张牌。
组内所有的牌上都写着相同的整数。
仅当你可选的 X >= 2 时返回 true。

 

示例 1:

输入:[1,2,3,4,4,3,2,1]
输出:true
解释:可行的分组是 [1,1],[2,2],[3,3],[4,4]
示例 2:

输入:[1,1,1,2,2,2,3,3]
输出:false
解释:没有满足要求的分组。
示例 3:

输入:[1]
输出:false
解释:没有满足要求的分组。
示例 4:

输入:[1,1]
输出:true
解释:可行的分组是 [1,1]
示例 5:

输入:[1,1,2,2,2,2]
输出:true
解释:可行的分组是 [1,1],[2,2],[2,2]

提示:

1 <= deck.length <= 10000
0 <= deck[i] < 10000
 

【解答思路】

1. 时间复杂度:O(N) 空间复杂度:O(N)
  • 遍历一次,统计每个数值的个数,如果某个数值只有 1 个,直接返回 false;
  • 输入 [2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3],其实也是符合题意的分组,2 有 4个,3 有 6 个,相同的 2 和 3 都需要拆成 2 个一组,即需要求两两元素个数的公约数是否有共同的公约数。
public boolean hasGroupsSizeX(int[] deck) {
        //计数 
        int[] cnt = new int[10000];
        for(int x: deck){
            cnt[x]++; 
        }
        //避免虚幻内赋值
        int a=  cnt[0];
        for(int i: cnt){
            //出现单个返回错误
            if(i==1){
                return false;
            }
            if(i>1){
                //循环计算最大公约数
                a = gcd(a,i);
                if(a ==1 )
                {
                    return false;
                }
            }
        }

        return true;


    }
    /*
    最大公约数
    12 ➗ 9 =  1  ...... 3

     9 ➗ 3 =  3  ...... 0

     3返回 0跳出循环
    */
    public int gcd(int x, int y){
        int max = Math.max(x,y);
        int min = Math.min(x,y);
        while(min!= 0){
            int temp =min;
            min = max% min;
            max = temp;
        }
        return max;

/*
//递归求最大公约数(伟哥提供)
private int gcd(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            return a;
        }
        return gcd(b, a % b);
    }
    }
作者:liweiwei1419
链接:https://leetcode-cn.com/problems/x-of-a-kind-in-a-deck-of-cards/solution/qiu-jie-zui-da-gong-yue-shu-java-by-liweiwei1419/

​###### 2. 甜姨的精简操作
2.1 3ms的刀法

class Solution {
    public boolean hasGroupsSizeX(int[] deck) {
        // 计数
        int[] counter = new int[10000];
        for (int num: deck) {
            counter[num]++;
        }
        // 迭代求多个数的最大公约数
        int x = 0;
        for(int cnt: counter) {
            if (cnt > 0) {
                x = gcd(x, cnt); 
                if (x == 1) { // 如果某步中gcd是1,直接返回false
                    return false;
                }
            }
        }
        return x >= 2;
    }
    
    // 辗转相除法
    private int gcd (int a, int b) {
        return b == 0? a: gcd(b, a % b);
    }
}

作者:sweetiee
链接:https://leetcode-cn.com/problems/x-of-a-kind-in-a-deck-of-cards/solution/3ms-jian-dan-java-fu-zeng-reducexie-fa-miao-dong-b/

2.2 迭代求gcd的过程可以用reduce算子进行代码简化

class Solution {
    public boolean hasGroupsSizeX(int[] deck) {
        // 计数
        int[] counter = new int[10000];
        for (int num: deck) {
            counter[num]++;
        }
        // reduce求多个数的最大公约数
        // (因为这里当gcd==1的时候没有提前终止,并且本题数据量太小无法用并行流,因此耗时10ms,比for循环慢点)
        return Arrays.stream(counter).reduce(this::gcd).getAsInt() >= 2;
    }
    
    // 辗转相除法
    private int gcd (int a, int b) {
        return b == 0? a: gcd(b, a % b);
    }
}

作者:sweetiee
链接:https://leetcode-cn.com/problems/x-of-a-kind-in-a-deck-of-cards/solution/3ms-jian-dan-java-fu-zeng-reducexie-fa-miao-dong-b/

其中,reduce(this::gcd) 即为 reduce((a, b) -> gcd(a, b))
下图以reduce((a, b) -> a + b)来解释reduce算子:
image.png

【总结】

1.求最大公约数(辗转相除法)
最大公约数示例

    public int gcd(int x, int y){
        int max = Math.max(x,y);
        int min = Math.min(x,y);
        while(min!= 0){
            int temp =min;
            min = max% min;
            max = temp;
        }
        return max;
private int gcd(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            return a;
        }
        return gcd(b, a % b);
    }
 private int gcd (int a, int b) {
        return b == 0? a: gcd(b, a % b);
  1. 统计个数的时候,可以使用哈希表,也可以使用数组。
  • 看题目中的数据范围,如果题目中说,输入数据只包含小写字母(大写字符)使用数组统计是相对方便的
  • 哈希表底层也是数组。使用数组做计数任务其实是自己编写了哈希函数
  1. 变量名称只有少数几个词可以写缩写用,一般情况下,都用全称。
  • cnt 表示 count, res 表示 result ,ans 表示 answer
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