class Solution {
public:
int minimumScore(vector<int>& nums, vector<vector<int>>& edges) {
}
};
2322. 从树中删除边的最小分数
存在一棵无向连通树,树中有编号从 0
到 n - 1
的 n
个节点, 以及 n - 1
条边。
给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums
,长度为 n
,其中 nums[i]
表示第 i
个节点的值。另给你一个二维整数数组 edges
,长度为 n - 1
,其中 edges[i] = [ai, bi]
表示树中存在一条位于节点 ai
和 bi
之间的边。
删除树中两条 不同 的边以形成三个连通组件。对于一种删除边方案,定义如下步骤以计算其分数:
[4,5,7]
、[1,9]
和 [3,3,3]
。三个异或值分别是 4 ^ 5 ^ 7 = 6
、1 ^ 9 = 8
和 3 ^ 3 ^ 3 = 3
。最大异或值是 8
,最小异或值是 3
,分数是 8 - 3 = 5
。返回在给定树上执行任意删除边方案可能的 最小 分数。
示例 1:
输入:nums = [1,5,5,4,11], edges = [[0,1],[1,2],[1,3],[3,4]] 输出:9 解释:上图展示了一种删除边方案。 - 第 1 个组件的节点是 [1,3,4] ,值是 [5,4,11] 。异或值是 5 ^ 4 ^ 11 = 10 。 - 第 2 个组件的节点是 [0] ,值是 [1] 。异或值是 1 = 1 。 - 第 3 个组件的节点是 [2] ,值是 [5] 。异或值是 5 = 5 。 分数是最大异或值和最小异或值的差值,10 - 1 = 9 。 可以证明不存在分数比 9 小的删除边方案。
示例 2:
输入:nums = [5,5,2,4,4,2], edges = [[0,1],[1,2],[5,2],[4,3],[1,3]] 输出:0 解释:上图展示了一种删除边方案。 - 第 1 个组件的节点是 [3,4] ,值是 [4,4] 。异或值是 4 ^ 4 = 0 。 - 第 2 个组件的节点是 [1,0] ,值是 [5,5] 。异或值是 5 ^ 5 = 0 。 - 第 3 个组件的节点是 [2,5] ,值是 [2,2] 。异或值是 2 ^ 2 = 0 。 分数是最大异或值和最小异或值的差值,0 - 0 = 0 。 无法获得比 0 更小的分数 0 。
提示:
n == nums.length
3 <= n <= 1000
1 <= nums[i] <= 108
edges.length == n - 1
edges[i].length == 2
0 <= ai, bi < n
ai != bi
edges
表示一棵有效的树原站题解
golang 解法, 执行用时: 20 ms, 内存消耗: 5.2 MB, 提交时间: 2023-09-28 23:13:53
/** * 我们可以在 DFS 一棵树的过程中,维护一个全局的时间戳 clock,每访问一个新的节点, * 就将 clock 加一。同时,记录进入节点 x 时的时间戳 in[x], * 和离开(递归结束)这个节点时的时间戳 out[x]。 */ func minimumScore(nums []int, edges [][]int) int { n := len(nums) g := make([][]int, n) for _, e := range edges { x, y := e[0], e[1] g[x] = append(g[x], y) g[y] = append(g[y], x) } xor := make([]int, n) in := make([]int, n) out := make([]int, n) clock := 0 var dfs func(int, int) dfs = func(x, fa int) { clock++ in[x] = clock xor[x] = nums[x] for _, y := range g[x] { if y != fa { dfs(y, x) xor[x] ^= xor[y] } } out[x] = clock } dfs(0, -1) isAncestor := func(x, y int) bool { return in[x] < in[y] && in[y] <= out[x] } ans := math.MaxInt32 for i := 2; i < n; i++ { for j := 1; j < i; j++ { var x, y, z int if isAncestor(i, j) { // i 是 j 的祖先节点 x, y, z = xor[j], xor[i]^xor[j], xor[0]^xor[i] } else if isAncestor(j, i) { // j 是 i 的祖先节点 x, y, z = xor[i], xor[i]^xor[j], xor[0]^xor[j] } else { // 删除的两条边分别属于两颗不相交的子树 x, y, z = xor[i], xor[j], xor[0]^xor[i]^xor[j] } ans = min(ans, max(max(x, y), z)-min(min(x, y), z)) if ans == 0 { return 0 // 提前退出 } } } return ans } func min(a, b int) int { if a > b { return b }; return a } func max(a, b int) int { if a < b { return b }; return a }
java 解法, 执行用时: 25 ms, 内存消耗: 42 MB, 提交时间: 2023-09-28 23:12:03
class Solution { List<Integer>[] g; int[] nums, xor, in, out; int clock; public int minimumScore(int[] nums, int[][] edges) { var n = nums.length; g = new ArrayList[n]; Arrays.setAll(g, e -> new ArrayList<>()); for (var e : edges) { int x = e[0], y = e[1]; g[x].add(y); g[y].add(x); } this.nums = nums; xor = new int[n]; in = new int[n]; out = new int[n]; dfs(0, -1); var ans = Integer.MAX_VALUE; for (int i = 2, x, y, z; i < n; ++i) for (var j = 1; j < i; ++j) { if (in[i] < in[j] && in[j] <= out[i]) { // i 是 j 的祖先节点 x = xor[j]; y = xor[i] ^ x; z = xor[0] ^ xor[i]; } else if (in[j] < in[i] && in[i] <= out[j]) { // j 是 i 的祖先节点 x = xor[i]; y = xor[j] ^ x; z = xor[0] ^ xor[j]; } else { // 删除的两条边分别属于两颗不相交的子树 x = xor[i]; y = xor[j]; z = xor[0] ^ x ^ y; } ans = Math.min(ans, Math.max(Math.max(x, y), z) - Math.min(Math.min(x, y), z)); if (ans == 0) return 0; // 提前退出 } return ans; } void dfs(int x, int fa) { in[x] = ++clock; xor[x] = nums[x]; for (var y : g[x]) if (y != fa) { dfs(y, x); xor[x] ^= xor[y]; } out[x] = clock; } }
cpp 解法, 执行用时: 32 ms, 内存消耗: 14.2 MB, 提交时间: 2023-09-28 23:11:49
class Solution { public: int minimumScore(vector<int> &nums, vector<vector<int>> &edges) { int n = nums.size(); vector<vector<int>> g(n); for (auto &e : edges) { int x = e[0], y = e[1]; g[x].push_back(y); g[y].push_back(x); } int xr[n], in[n], out[n], clock = 0; function<void(int, int)> dfs = [&](int x, int fa) { in[x] = ++clock; xr[x] = nums[x]; for (int y : g[x]) if (y != fa) { dfs(y, x); xr[x] ^= xr[y]; } out[x] = clock; }; dfs(0, -1); int ans = INT_MAX; for (int i = 2, x, y, z; i < n; ++i) for (int j = 1; j < i; ++j) { if (in[i] < in[j] && in[j] <= out[i]) x = xr[j], y = xr[i] ^ x, z = xr[0] ^ xr[i]; // i 是 j 的祖先节点 else if (in[j] < in[i] && in[i] <= out[j]) x = xr[i], y = xr[j] ^ x, z = xr[0] ^ xr[j]; // j 是 i 的祖先节点 else x = xr[i], y = xr[j], z = xr[0] ^ x ^ y; // 删除的两条边分别属于两颗不相交的子树 ans = min(ans, max(max(x, y), z) - min(min(x, y), z)); if (ans == 0) return 0; // 提前退出 } return ans; } };
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class Solution: def minimumScore(self, nums: List[int], edges: List[List[int]]) -> int: n = len(nums) g = [[] for _ in range(n)] for x, y in edges: g[x].append(y) g[y].append(x) xor, in_, out, clock = [0] * n, [0] * n, [0] * n, 0 def dfs(x: int, fa: int) -> None: nonlocal clock clock += 1 in_[x] = clock xor[x] = nums[x] for y in g[x]: if y != fa: dfs(y, x) xor[x] ^= xor[y] out[x] = clock dfs(0, -1) ans = inf for i in range(2, n): for j in range(1, i): if in_[i] < in_[j] <= out[i]: # i 是 j 的祖先节点 x, y, z = xor[j], xor[i] ^ xor[j], xor[0] ^ xor[i] elif in_[j] < in_[i] <= out[j]: # j 是 i 的祖先节点 x, y, z = xor[i], xor[i] ^ xor[j], xor[0] ^ xor[j] else: # 删除的两条边分别属于两颗不相交的子树 x, y, z = xor[i], xor[j], xor[0] ^ xor[i] ^ xor[j] ans = min(ans, max(x, y, z) - min(x, y, z)) # 注:把 min max 拆开,改为下面的注释,可以明显加快速度 # mn = mx = x # if y < mn: mn = y # elif y > mx: mx = y # if z < mn: mn = z # elif z > mx: mx = z # if mx - mn < ans: ans = mx - mn if ans == 0: return 0 # 提前退出 return ans