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中等
2132
第 368 场周赛 Q3
贪心
数组
哈希表

2910. 合法分组的最少组数

English Version

题目描述

给你一组带编号的 balls 并要求将它们分类到盒子里，以便均衡地分配。你必须遵守两条规则：

  • 同一个盒子里的球必须具有相同的编号。但是，如果你有多个相同编号的球，你可以把它们放在不同的盒子里。
  • 最大的盒子只能比最小的盒子多一个球。

返回遵循上述规则排列这些球所需要的盒子的最小数目。

 

示例 1：

输入：balls = [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：
我们可以如下排列 balls 到盒子里：
- [3,3,3]
- [2,2]
两个盒子之间的大小差没有超过 1。

示例 2：

输入：balls = [10,10,10,3,1,1]
输出：4
解释：我们可以如下排列 balls 到盒子里：
- [10]
- [10,10]
- [3]
- [1,1]
无法得到一个遵循上述规则且小于 4 盒的答案。例如，把所有三个编号为 10 的球都放在一个盒子里，就会打破盒子之间最大尺寸差异的规则。

 

提示：

  • 1 <= balls.length <= 105
  • 1 <= balls[i] <= 109

解法

方法一：哈希表 + 枚举

我们用一个哈希表 $cnt$ 统计数组 $nums$ 中每个数字出现的次数，我们记数字次数的最小值为 $k$，那么我们可以在 $[k,..1]$ 的范围内枚举分组的大小。由于每个组的大小差值不超过 $1$，那么分组大小为 $k$ 或 $k+1$。

对于当前枚举到的分组大小 $k$，我们遍历哈希表中的每个次数 $v$，如果 $\lfloor \frac{v}{k} \rfloor &lt; v \bmod k$，那么说明无法将这个次数 $v$ 分成 $k$ 个或 $k+1$ 个数值相同的组，因此我们可以直接跳过这个分组大小 $k$。否则，说明可以分组，我们只需要尽可能分出最多的分组大小 $k+1$，即可保证得到最小的分组数，因此我们可以将 $v$ 个数分成 $\lceil \frac{v}{k+1} \rceil$ 组，累加到当前枚举的答案中。由于我们是按照 $k$ 从大到小枚举的，因此只要找到了一个合法的分组方案，那么一定是最优的。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 为数组 $nums$ 的长度。

Python3

class Solution:
    def minGroupsForValidAssignment(self, nums: List[int]) -> int:
        cnt = Counter(nums)
        for k in range(min(cnt.values()), 0, -1):
            ans = 0
            for v in cnt.values():
                if v // k < v % k:
                    ans = 0
                    break
                ans += (v + k) // (k + 1)
            if ans:
                return ans

Java

class Solution {
    public int minGroupsForValidAssignment(int[] nums) {
        Map<Integer, Integer> cnt = new HashMap<>();
        for (int x : nums) {
            cnt.merge(x, 1, Integer::sum);
        }
        int k = nums.length;
        for (int v : cnt.values()) {
            k = Math.min(k, v);
        }
        for (;; --k) {
            int ans = 0;
            for (int v : cnt.values()) {
                if (v / k < v % k) {
                    ans = 0;
                    break;
                }
                ans += (v + k) / (k + 1);
            }
            if (ans > 0) {
                return ans;
            }
        }
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int minGroupsForValidAssignment(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int, int> cnt;
        for (int x : nums) {
            cnt[x]++;
        }
        int k = 1e9;
        for (auto& [_, v] : cnt) {
            ans = min(ans, v);
        }
        for (;; --k) {
            int ans = 0;
            for (auto& [_, v] : cnt) {
                if (v / k < v % k) {
                    ans = 0;
                    break;
                }
                ans += (v + k) / (k + 1);
            }
            if (ans) {
                return ans;
            }
        }
    }
};

Go

func minGroupsForValidAssignment(nums []int) int {
	cnt := map[int]int{}
	for _, x := range nums {
		cnt[x]++
	}
	k := len(nums)
	for _, v := range cnt {
		k = min(k, v)
	}
	for ; ; k-- {
		ans := 0
		for _, v := range cnt {
			if v/k < v%k {
				ans = 0
				break
			}
			ans += (v + k) / (k + 1)
		}
		if ans > 0 {
			return ans
		}
	}
}

TypeScript

function minGroupsForValidAssignment(nums: number[]): number {
    const cnt: Map<number, number> = new Map();
    for (const x of nums) {
        cnt.set(x, (cnt.get(x) || 0) + 1);
    }
    for (let k = Math.min(...cnt.values()); ; --k) {
        let ans = 0;
        for (const [_, v] of cnt) {
            if (((v / k) | 0) < v % k) {
                ans = 0;
                break;
            }
            ans += Math.ceil(v / (k + 1));
        }
        if (ans) {
            return ans;
        }
    }
}

Rust

use std::collections::HashMap;

impl Solution {
    pub fn min_groups_for_valid_assignment(nums: Vec<i32>) -> i32 {
        let mut cnt: HashMap<i32, i32> = HashMap::new();

        for x in nums.iter() {
            let count = cnt.entry(*x).or_insert(0);
            *count += 1;
        }

        let mut k = i32::MAX;

        for &v in cnt.values() {
            k = k.min(v);
        }

        for k in (1..=k).rev() {
            let mut ans = 0;

            for &v in cnt.values() {
                if v / k < v % k {
                    ans = 0;
                    break;
                }

                ans += (v + k) / (k + 1);
            }

            if ans > 0 {
                return ans;
            }
        }

        0
    }
}