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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:41:33.373000             🧑  作者: Mango

要删除的最小子数组的大小以使大于和小于 K 的数组元素计数相等

给定一个整数数组 nums 和一个整数 K,找到要删除的最小子数组的大小,使得数组中大于 K 的元素数量等于小于等于 K 的元素的数量。

示例
输入: nums = [4,3,2,5,6,7,8,1,9], K = 5
输出: 2
解释:
我们可以从数组中删除 [4,3],使得大于 K 的元素数量等于小于等于 K 的元素的数量,所以最小的子数组为 [4,3],大小为 2。
解决方案

首先,我们需要知道大于和小于 K 的元素数量。我们可以用两个变量存储这些元素的数量。接着,我们需要遍历数组并计算当前子数组的大于和小于 K 的元素的数量。这可以通过在遍历数组时维护一个前缀和来实现。

具体地,我们定义一个变量 diff,它存储当前子数组大于 K 元素数量与小于等于 K 元素数量之间的差值。具体来说,diff 的值等于当前子数组大于 K 的元素数量减去小于等于 K 的元素数量。如果 diff 的值为 0,则当前子数组满足要求,可以计算子数组的长度并更新最小子数组的长度。

如果当前 diff 的值不为 0,则我们需要尝试移动左指针或右指针以减小当前子数组的大小。具体来说,我们要根据 diff 的符号和绝对值进行讨论:

  • 如果 diff 大于 0,则当前子数组大于 K 的元素数量多于小于等于 K 的元素数量,我们需要移动左指针以减少当前子数组的大小。我们可以不断地向右移动左指针,直到 diff 的值变为 0 或左指针已经到达数组的末尾。
  • 如果 diff 小于 0,则当前子数组小于等于 K 的元素数量多于大于 K 的元素数量,我们需要移动右指针以减少当前子数组的大小。我们可以不断地向右移动右指针,直到 diff 的值变为 0 或右指针已经到达数组的末尾。

最终,我们可以返回最小子数组的长度。

代码实现
def min_subarray(nums: List[int], k: int) -> int:
    left, right = 0, 0
    gt, le = 0, 0
    diff = 0
    res = float('inf')

    while right < len(nums):
        if nums[right] > k:
            gt += 1
            diff += 1
        else:
            le += 1
            diff -= 1

        if diff == 0:
            res = min(res, right - left + 1)

        while diff > 0:
            if nums[left] > k:
                gt -= 1
                diff -= 1
            else:
                le -= 1
                diff += 1
            left += 1

        right += 1

    return res if res < float('inf') else -1

其中,left 和 right 分别为左指针和右指针,gt 和 le 分别为大于和小于等于 K 的元素数量,diff 为当前子数组大于 K 的元素数量与小于等于 K 的元素数量之间的差值,res 为最小子数组的长度。

时间复杂度:O(n)。其中,n 为数组的长度。

空间复杂度:O(1)。我们只使用了常数个变量。