LeetCode——1938. 查询最大基因差(Maximum Genetic Difference Query)困难]——分析及代码(Java)

LeetCode——1938. 查询最大基因差[Maximum Genetic Difference Query][困难]——分析及代码[Java]

  • 一、题目
  • 二、分析及代码
    • 1. 离线查询 + 字典树
      • (1)思路
      • (2)代码
      • (3)结果
  • 三、其他

一、题目

给你一棵 n 个节点的有根树,节点编号从 0 到 n - 1 。每个节点的编号表示这个节点的 独一无二的基因值 (也就是说节点 x 的基因值为 x)。两个基因值的 基因差 是两者的 异或和 。给你整数数组 parents ,其中 parents[i] 是节点 i 的父节点。如果节点 x 是树的 根 ,那么 parents[x] == -1 。

给你查询数组 queries ,其中 queries[i] = [nodei, vali] 。对于查询 i ,请你找到 vali 和 pi 的 最大基因差 ,其中 pi 是节点 nodei 到根之间的任意节点(包含 nodei 和根节点)。更正式的,你想要最大化 vali XOR pi 。

请你返回数组 ans ,其中 ans[i] 是第 i 个查询的答案。

示例 1:

输入:parents = [-1,0,1,1], queries = [[0,2],[3,2],[2,5]]
输出:[2,3,7]
解释:查询数组处理如下:
- [0,2]:最大基因差的对应节点为 0 ,基因差为 2 XOR 0 = 2 。
- [3,2]:最大基因差的对应节点为 1 ,基因差为 2 XOR 1 = 3 。
- [2,5]:最大基因差的对应节点为 2 ,基因差为 5 XOR 2 = 7 。

示例 2:

输入:parents = [3,7,-1,2,0,7,0,2], queries = [[4,6],[1,15],[0,5]]
输出:[6,14,7]
解释:查询数组处理如下:
- [4,6]:最大基因差的对应节点为 0 ,基因差为 6 XOR 0 = 6 。
- [1,15]:最大基因差的对应节点为 1 ,基因差为 15 XOR 1 = 14 。
- [0,5]:最大基因差的对应节点为 2 ,基因差为 5 XOR 2 = 7 。

提示:

  • 2 <= parents.length <= 10^5
  • 对于每个 不是 根节点的 i ,有 0 <= parents[i] <= parents.length - 1 。
  • parents[root] == -1
  • 1 <= queries.length <= 3 * 10^4
  • 0 <= nodei <= parents.length - 1
  • 0 <= vali <= 2 * 10^5

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/maximum-genetic-difference-query
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

二、分析及代码

1. 离线查询 + 字典树

(1)思路

根据题意,对于每个查询,需要求解从该位置到根之间所有节点与对应数字的最大异或值。而深度优先搜索过程中,当前入队的部分正是该节点及其所有层级的父节点,因此可结合 DFS 方法进行离线搜索。

对最大异或值的计算,可结合字典树方法进行。

本题需涉及对字典树中数值的删除操作,为简化代码,可在字典树的节点中设计一个计数器,记录当前该节点对应的数字个数,从而避免删除实际节点。

(2)代码

class Solution {
    Trie trie;//字典树根节点
    Map<Integer, List<Integer>> tree;//树中各个节点对应的子节点
    Map<Integer, List<Integer>> queVal;//树中各个节点对应的查询值
    Map<Integer, List<Integer>> queId;//树中各个节点对应的queries下标
    int[] ans;//输出答案

    public int[] maxGeneticDifference(int[] parents, int[][] queries) {
        int n = parents.length, m = queries.length, root = -1;

        //记录树中各个节点对应的子节点
        this.tree = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (parents[i] == -1)
                root = i;
            else {
                if (tree.get(parents[i]) == null)
                    tree.put(parents[i], new ArrayList<Integer>());
                tree.get(parents[i]).add(i);
            }     
        }

        //记录树中各个节点对应的查询值和下标
        this.queVal = new HashMap<>();
        this.queId = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            int node = queries[i][0], val = queries[i][1];
            if (queVal.get(node) == null) {
                queVal.put(node, new ArrayList<Integer>());
                queId.put(node, new ArrayList<Integer>());
            }
            queVal.get(node).add(val);
            queId.get(node).add(i);
        }
        
        //深度优先搜索
        this.ans = new int[m];
        this.trie = new Trie();
        dfs(root);

        return ans;
    }

    //深度优先搜索
    public void dfs(int node) {
        trie.insert(node);//当前节点加入字典树
        if (queVal.containsKey(node)) {//处理针对当前节点的查询
            for (int i = 0; i < queVal.get(node).size(); i++) {
                ans[queId.get(node).get(i)] = trie.getMaxXor(queVal.get(node).get(i));//在字典树中查询
            }
        }
        if (tree.containsKey(node)) {//当前节点存在子节点
            for (int i : tree.get(node))
                dfs(i);//深度优先搜索
        }
        trie.del(node);//从字典树中删除当前节点
        return;
    }
}

//字典树
class Trie {
    static final int H = 18;//树高度,本题val<=2*10^5<2^18
    Trie[] child = new Trie[2];//0、1子节点
    int cnt = 0;//当前节点对应的数值个数,简化删除操作

    //插入数值
    public void insert(int val) {
        Trie node = this;
        for (int i = H - 1; i >= 0; i--) {
            int bit = (val >> i) & 1;
            if (node.child[bit] == null)
                node.child[bit] = new Trie();
            node = node.child[bit];
            node.cnt++;
        }
        return;
    }

    //删除数值
    public void del(int val) {
        Trie node = this;
        for (int i = H - 1; i >= 0; i--) {
            int bit = (val >> i) & 1;
            node = node.child[bit];
            node.cnt--;
        }
        return;
    }

    //针对数值查询当前字典树对应的最大异或值
    public int getMaxXor(int val) {
        Trie node = this;
        int ret = 0;
        for (int i = H - 1; i >= 0; i--) {
            int bit = (val >> i) & 1 ^ 1;
            if (node.child[bit] != null && node.child[bit].cnt != 0) {
                ret += (1 << i);
                node = node.child[bit];
            } else
                node = node.child[1 ^ bit];
        }
        return ret;
    }
}

(3)结果

执行用时 :251 ms,在所有 Java 提交中击败了 47.48% 的用户;
内存消耗 :294.4 MB,在所有 Java 提交中击败了 43.01% 的用户。

三、其他

暂无。

热门文章

暂无图片
编程学习 ·

exe4j详细使用教程(附下载安装链接)

一、exe4j介绍 ​ exe4j是一个帮助你集成Java应用程序到Windows操作环境的java可执行文件生成工具&#xff0c;无论这些应用是用于服务器&#xff0c;还是图形用户界面&#xff08;GUI&#xff09;或命令行的应用程序。如果你想在任务管理器中及Windows XP分组的用户友好任务栏…
暂无图片
编程学习 ·

AUTOSAR从入门到精通100讲(126)-浅谈车载充电系统通信方案

01 引言 本文深入研究车载充电系统策略,设计出一套基于电动汽车电池管理系统与车载充电机的CAN通信协议,可供电动汽车设计人员参考借鉴。 02 电动汽车充电系统通讯网络 电动汽车整车控制系统中采用的是CAN总线通信方式,由一个整车内部高速CAN网络、内部低速CAN网络和一个充电…
暂无图片
编程学习 ·

CMake(九):生成器表达式

当运行CMake时&#xff0c;开发人员倾向于认为它是一个简单的步骤&#xff0c;需要读取项目的CMakeLists.txt文件&#xff0c;并生成相关的特定于生成器的项目文件集(例如Visual Studio解决方案和项目文件&#xff0c;Xcode项目&#xff0c;Unix Makefiles或Ninja输入文件)。然…
暂无图片
编程学习 ·

47.第十章 网络协议和管理配置 -- 网络配置(八)

4.3.3 route 命令 路由表管理命令 路由表主要构成: Destination: 目标网络ID,表示可以到达的目标网络ID,0.0.0.0/0 表示所有未知网络,又称为默认路由,优先级最低Genmask:目标网络对应的netmaskIface: 到达对应网络,应该从当前主机哪个网卡发送出来Gateway: 到达非直连的网络,…
暂无图片
编程学习 ·

元宇宙技术基础

请看图&#xff1a; 1、通过AR、VR等交互技术提升游戏的沉浸感 回顾游戏的发展历程&#xff0c;沉浸感的提升一直是技术突破的主要方向。从《愤怒的小鸟》到CSGO,游戏建模方式从2D到3D的提升使游戏中的物体呈现立体感。玩家在游戏中可以只有切换视角&#xff0c;进而提升沉浸…
暂无图片
编程学习 ·

flink的伪分布式搭建

一 flink的伪分布式搭建 1.1 执行架构图 1.Flink程序需要提交给 Job Client2.Job Client将作业提交给 Job Manager3.Job Manager负责协调资源分配和作业执行。 资源分配完成后&#xff0c;任务将提交给相应的 Task Manage。4.Task Manager启动一个线程以开始执行。Task Manage…
暂无图片
编程学习 ·

十进制正整数与二进制字符串的转换(C++)

Function one&#xff1a; //十进制数字转成二进制字符串 string Binary(int x) {string s "";while(x){if(x % 2 0) s 0 s;else s 1 s;x / 2;}return s; } Function two&#xff1a; //二进制字符串变为十进制数字 int Decimal(string s) {int num 0, …
暂无图片
编程学习 ·

[含lw+源码等]微信小程序校园辩论管理平台+后台管理系统[包运行成功]Java毕业设计计算机毕设

项目功能简介: 《微信小程序校园辩论管理平台后台管理系统》该项目含有源码、论文等资料、配套开发软件、软件安装教程、项目发布教程等 本系统包含微信小程序做的辩论管理前台和Java做的后台管理系统&#xff1a; 微信小程序——辩论管理前台涉及技术&#xff1a;WXML 和 WXS…
暂无图片
编程学习 ·

树莓派驱动DHT11温湿度传感器

1&#xff0c;直接使用python库 代码如下 import RPi.GPIO as GPIO import dht11 import time import datetimeGPIO.setwarnings(True) GPIO.setmode(GPIO.BCM)instance dht11.DHT11(pin14)try:while True:result instance.read()if result.is_valid():print(ok)print(&quo…
暂无图片
编程学习 ·

ELK简介

ELK简介 ELK是三个开源软件的缩写&#xff0c;Elasticsearch、Logstash、Kibana。它们都是开源软件。不过现在还新增了一个 Beats&#xff0c;它是一个轻量级的日志收集处理工具(Agent)&#xff0c;Beats 占用资源少&#xff0c;适合于在各个服务器上搜集日志后传输给 Logstas…
暂无图片
编程学习 ·

Linux 基础

通常大数据框架都部署在 Linux 服务器上&#xff0c;所以需要具备一定的 Linux 知识。Linux 书籍当中比较著名的是 《鸟哥私房菜》系列&#xff0c;这个系列很全面也很经典。但如果你希望能够快速地入门&#xff0c;这里推荐《Linux 就该这么学》&#xff0c;其网站上有免费的电…
暂无图片
编程学习 ·

Windows2022 无线网卡装不上驱动

想来 Windows2022 和 windows10/11 的驱动应该差不多通用的&#xff0c;但是死活装不上呢&#xff1f; 搜一下&#xff0c;有人提到 “默认安装时‘无线LAN服务’是关闭的&#xff0c;如果需要开启&#xff0c;只需要在“添加角色和功能”中&#xff0c;选择开启“无线LAN服务…
暂无图片
编程学习 ·

【嵌入式面试宝典】版本控制工具Git常用命令总结

目录 创建仓库 查看信息 版本回退 版本检出 远程库 Git 创建仓库 git initgit add <file> 可反复多次使用&#xff0c;添加多个文件git commit -m <message> 查看信息 git status 仓库当前的状态git diff 差异对比git log 历史记录&#xff0c;提交日志--pret…
暂无图片
编程学习 ·

用Postman生成测试报告

newman newman是一款基于nodejs开发的可以运行postman脚本的工具&#xff0c;使用Newman&#xff0c;可以直接从命令运行和测试postman集合。 安装nodejs 下载地址&#xff1a;https://nodejs.org/en/download/ 选择自己系统相对应的版本内容进行下载&#xff0c;然后傻瓜式安…
暂无图片
编程学习 ·

Java面向对象之多态、向上转型和向下转型

文章目录前言一、多态二、引用类型之间的转换Ⅰ.向上转型Ⅱ.向下转型总结前言 今天继续Java面向对象的学习&#xff0c;学习面向对象的第三大特征&#xff1a;多态&#xff0c;了解多态的意义&#xff0c;以及两种引用类型之间的转换&#xff1a;向上转型、向下转型。  希望能…