合法分组的最少组数

题目

100097. 合法分组的最少组数


给你一个长度为 n 下标从 0 开始的整数数组 nums 。

我们想将下标进行分组,使得 [0, n - 1] 内所有下标 i 都 恰好 被分到其中一组。

如果以下条件成立,我们说这个分组方案是合法的:

  • 对于每个组 g ,同一组内所有下标在 nums 中对应的数值都相等。
  • 对于任意两个组 g1 和 g2 ,两个组中 下标数量 的 差值不超过 1 。

请你返回一个整数,表示得到一个合法分组方案的 最少 组数。

示例 1:

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输入:nums = [3,2,3,2,3]
输出:2
解释:一个得到 2 个分组的方案如下,中括号内的数字都是下标:
组 1 -> [0,2,4]
组 2 -> [1,3]
所有下标都只属于一个组。
组 1 中,nums[0] == nums[2] == nums[4] ,所有下标对应的数值都相等。
组 2 中,nums[1] == nums[3] ,所有下标对应的数值都相等。
组 1 中下标数目为 3 ,组 2 中下标数目为 2 。
两者之差不超过 1 。
无法得到一个小于 2 组的答案,因为如果只有 1 组,组内所有下标对应的数值都要相等。
所以答案为 2 。

示例 2:

1
2
3
4
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8
9
10
输入:nums = [10,10,10,3,1,1]
输出:4
解释:一个得到 2 个分组的方案如下,中括号内的数字都是下标:
组 1 -> [0]
组 2 -> [1,2]
组 3 -> [3]
组 4 -> [4,5]
分组方案满足题目要求的两个条件。
无法得到一个小于 4 组的答案。
所以答案为 4 。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^9

题解

方法一:

思路

统计每种数字的频次。总频次之和为$10^5$。

找到最小的频次mn。

每一组的大小要么为x,要么为x+1。我们可以枚举这个x,枚举范围在1到mn

当确定x后,遍历每种数字的频次,将其拆分为多个x与x+1。拆分的方式有多种,可以枚举x的出现次数,然后计算x+1的出现次数。然后在众多拆分方式中选择拆分组数最少的一种,每种数字最少拆分数累加起来得到tans。

每个x中维护tans最小值作为答案。

由于最小频次为mn,没有其他频次比mn小。我们不妨设mn为$\sqrt n$,共计有$\sqrt n$种数字,这是最坏情况。其复杂仍然为$O(n)$

假设共有k种不同的数,第i种数的频次是$p_i$

我们知道$p_1 + p_2 + \cdots + p_k = n$

枚举在1到mn的x作为组大小,确定最少组数所需时间复杂度为$O(p_1/x)+O(p_2/x)+\cdots+O(p_k/x) = O((p_1 + p_2 + \cdots + p_k)/x) = O(n/x)$
总时间复杂度为$O(n/1+n/2+\cdots+n/mn) = O(nln(mn))$

代码

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class Solution {
public:
using ll = long long;
int minGroupsForValidAssignment(vector<int>& nums) {
map<int,int> mp;
for (auto i:nums) mp[i]++;
vector<int> a;
ll mn = 1e9, ans = 1e9;
for (auto [i,j]:mp) a.push_back(j), mn = min(mn, 0LL+j);
while (mn) {
ll tans = 0;
for (int i:a) {
ll c = 1e9;
for (int j=0; j<=i/mn; j++) {
if ((i-j*mn)%(mn+1) == 0) {
c = min(c, j+(i-j*mn)/(mn+1));
}
}
tans += c;
}
ans = min(ans, tans);
mn--;
}
return ans;
}
};