LeetCode.1005-K次取负数组和最大(Maximize Sum Of Array After K Negations)

这是悦乐书的第376次更新,第403篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第237题(顺位题号是1005)。给定一个整数数组A,我们必须按以下方式修改数组:我们选择一个i并用-A[i]替换A[i],重复这个过程K次。(我们可以多次选择相同的索引。)
以这种方式修改后,返回数组可能的最大总和。例如:

输入:A = [4,2,3], K = 1
输出:5
说明:选择索引(1,),A变为[4,-2,3]

输入:A = [3,-1,0,2], K = 3
输出:6
说明:选择索引(1, 2, 2),A变为[3,1,0,2]

输入:A = [2,-3,-1,5,-4], K = 2
输出:13
说明:选择索引(1, 4),A变为[2,3,-1,5,4]

注意

  • 1 <= A.length <= 10000

  • 1 <= K <= 10000

  • -100 <= A[i] <= 100

02 第一种解法

题目的意思是将A中的数进行取反(正变负,负变正)K次,可以重复对一个元素取反,最后求A中元素总和的最大值。取反可以分为两种情况:

A中都是正数的时候,比如{1,2,4,6},如果K是偶数,那么可以不用进行取反操作,因为负负得正;如果K是奇数,则只需要对最小的数取反一次即可。

A中有正数也有负数的时候,比如{-4,-3,-1,2,5},此时对负数元素进行取反操作,直到当前元素大于0或者K次转换已用完,此时针对K中剩余的转换次数,又可以细分为两种情况:

(1)K中剩余的转换次数为偶数,即A中元素全是正数,依据负负得正,不用再进行额外的转换了。

(2)K中剩余的转换次数为奇数,即还需要再将某个元素转换一次,而为了元素总和最大,需要比较当前元素(正数)和前一个元素(负数)的绝对值大小,对较小的元素进行取反。

最后使用一个for循环,计算A中所有元素总和。

public int largestSumAfterKNegations(int[] A, int K) {
    int sum = 0;
    Arrays.sort(A);
    if (A[0] >= 0) {
        if (K%2 != 0) {
            A[0] = -A[0];
        }
    } else {
        int i = 0;
        while (A[i] <= 0 && K > 0) {
            A[i] = -A[i];
            i++;
            K--;
        }
        // K中剩余有转换次数且为奇数
        if (K > 0 && K%2 != 0) {
            // 取较小的元素进行取反
            if (Math.abs(A[i]) < Math.abs(A[i-1])) {
                A[i] = -A[i];
            } else {
                A[i-1] = -A[i-1];
            }
        }
    }
    // 求和
    for (int num : A) {
        sum += num;
    }
    return sum;
}


03 第二种解法

思路和第一种解法类似,只是在处理K中剩余的转换次数为奇数这个问题上做了下优化,在第一种解法中,我们是比较最后一次转换的负数和它前一个正数的大小,换种角度理解,这两个数已经处于所有元素中的底部了,就像一个U型曲线的底一样,而为了元素总和最大,需要将较小的值取反,即找出所有元素中的最小值即可。

先对A排序,利用循环,将前面的负数进行转换,顺便计算元素总和并找出最小元素,如果A中负数已全部转换完成(A中已不包含负数),且K中还有剩余的转换次数,并且剩余的转换次数为奇数,则将最小的正数减去两次,因为sum是全部元素的和,且全部元素都是正数,对最小的元素取反后变为负数,则sum需要减两次最小元素。例如{1,2,3}的和为6,对1取反后变为{-1,2,3},其和为4

public int largestSumAfterKNegations2(int[] A, int K) {
    Arrays.sort(A);
    int sum = 0, min = Integer.MAX_VALUE;
    for (int num : A) {
        if (num <= 0 && K > 0) {
            num = -num;
            K--;
        }
        sum += num;
        min = Math.min(min, num);
    }
    // K中有剩余转换次数且为奇数
    if (K > 0 && K%2 != 0) {
        // 减去2次最小值
        sum -= min*2;
    }
    return sum;
}


04 小结

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