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中等
1478
第 368 场周赛 Q2
数组

2909. 元素和最小的山形三元组 II

English Version

题目描述

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 。

如果下标三元组 (i, j, k) 满足下述全部条件，则认为它是一个 山形三元组 ：

  • i < j < k
  • nums[i] < nums[j] 且 nums[k] < nums[j]

请你找出 nums 中 元素和最小 的山形三元组，并返回其 元素和 。如果不存在满足条件的三元组，返回 -1 。

 

示例 1：

输入：nums = [8,6,1,5,3]
输出：9
解释：三元组 (2, 3, 4) 是一个元素和等于 9 的山形三元组，因为： 
- 2 < 3 < 4
- nums[2] < nums[3] 且 nums[4] < nums[3]
这个三元组的元素和等于 nums[2] + nums[3] + nums[4] = 9 。可以证明不存在元素和小于 9 的山形三元组。

示例 2：

输入：nums = [5,4,8,7,10,2]
输出：13
解释：三元组 (1, 3, 5) 是一个元素和等于 13 的山形三元组，因为： 
- 1 < 3 < 5 
- nums[1] < nums[3] 且 nums[5] < nums[3]
这个三元组的元素和等于 nums[1] + nums[3] + nums[5] = 13 。可以证明不存在元素和小于 13 的山形三元组。

示例 3：

输入：nums = [6,5,4,3,4,5]
输出：-1
解释：可以证明 nums 中不存在山形三元组。

 

提示：

  • 3 <= nums.length <= 105
  • 1 <= nums[i] <= 108

解法

方法一：预处理 + 枚举

我们可以预处理出每个位置右侧的最小值，记录在数组 $right[i]$ 中，即 $right[i]$ 表示 $nums[i+1..n-1]$ 中的最小值。

接下来，我们从左到右枚举山形三元组的中间元素 $nums[i]$，用一个变量 $left$ 表示 $nums[0..i-1]$ 中的最小值，用一个变量 $ans$ 表示当前找到的最小元素和。对于每个 $i$，我们需要找到满足 $left &lt; nums[i]$ 且 $right[i+1] &lt; nums[i]$ 的元素 $nums[i]$，并更新 $ans$。

最后，如果 $ans$ 仍然为初始值，则说明不存在山形三元组，返回 $-1$。

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

Python3

class Solution:
    def minimumSum(self, nums: List[int]) -> int:
        n = len(nums)
        right = [inf] * (n + 1)
        for i in range(n - 1, -1, -1):
            right[i] = min(right[i + 1], nums[i])
        ans = left = inf
        for i, x in enumerate(nums):
            if left < x and right[i + 1] < x:
                ans = min(ans, left + x + right[i + 1])
            left = min(left, x)
        return -1 if ans == inf else ans

Java

class Solution {
    public int minimumSum(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] right = new int[n + 1];
        final int inf = 1 << 30;
        right[n] = inf;
        for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
            right[i] = Math.min(right[i + 1], nums[i]);
        }
        int ans = inf, left = inf;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (left < nums[i] && right[i + 1] < nums[i]) {
                ans = Math.min(ans, left + nums[i] + right[i + 1]);
            }
            left = Math.min(left, nums[i]);
        }
        return ans == inf ? -1 : ans;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int minimumSum(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        const int inf = 1 << 30;
        int right[n + 1];
        right[n] = inf;
        for (int i = n - 1; ~i; --i) {
            right[i] = min(right[i + 1], nums[i]);
        }
        int ans = inf, left = inf;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (left < nums[i] && right[i + 1] < nums[i]) {
                ans = min(ans, left + nums[i] + right[i + 1]);
            }
            left = min(left, nums[i]);
        }
        return ans == inf ? -1 : ans;
    }
};

Go

func minimumSum(nums []int) int {
	n := len(nums)
	const inf = 1 << 30
	right := make([]int, n+1)
	right[n] = inf
	for i := n - 1; i >= 0; i-- {
		right[i] = min(right[i+1], nums[i])
	}
	ans, left := inf, inf
	for i, x := range nums {
		if left < x && right[i+1] < x {
			ans = min(ans, left+x+right[i+1])
		}
		left = min(left, x)
	}
	if ans == inf {
		return -1
	}
	return ans
}

TypeScript

function minimumSum(nums: number[]): number {
    const n = nums.length;
    const right: number[] = Array(n + 1).fill(Infinity);
    for (let i = n - 1; ~i; --i) {
        right[i] = Math.min(right[i + 1], nums[i]);
    }
    let [ans, left] = [Infinity, Infinity];
    for (let i = 0; i < n; ++i) {
        if (left < nums[i] && right[i + 1] < nums[i]) {
            ans = Math.min(ans, left + nums[i] + right[i + 1]);
        }
        left = Math.min(left, nums[i]);
    }
    return ans === Infinity ? -1 : ans;
}