一个序列的 宽度 定义为该序列中最大元素和最小元素的差值。给你一个整数数组 nums ,返回 nums 的所有非空 子序列 的 宽度之和 。由于答案可能非常大,请返回对 109 + 7 取余 后的结果。子序列 定义为从一个数组里删除一些(或者不删除)元素,但不改变剩下元素的顺序得到的数组。例如,[3,6,2,7] 就是数组 [0,3,1,6,2,2,7] 的一个子序列。示例 1:输入:nums = [2,1,3]
输出:6
解释:子序列为 [1], [2], [3], [2,1], [2,3], [1,3], [2,1,3] 。
相应的宽度是 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2 。
宽度之和是 6 。示例 2:输入:nums = [2]
输出:0提示:1 <= nums.length <= 1051 <= nums[i] <= 105
首先,宽度定义为该序列中最大元素和最小元素的差值。那么将任何子序列排序后的结果并不影响其宽度,因此我们将数组排序后也不影响答案的计算。
通过上述推导,我们可以得出表格中的宽度计算值。
通过观察发现,对于某个数nums[i],我们统计其在宽度计算时出现的情况即可,会加上nums[i]:1+2+4+...+2i−1=2i−11+2+4+...+2^{i-1}=2^i-11+2+4+...+2i−1=2i−1次,会减去2n−i−1−12^{n-i-1} - 12n−i−1−1次
那么对于某个数nums[i]来说,它对宽度的贡献为:(2i)∗nums[i]−nums[i]∗(2n−i−1−1)=nums[i]∗(2i−2n−i−1)(2^{i}) * nums[i] - nums[i] * (2^{n-i-1} - 1) = nums[i] * (2^i - 2^{n-i-1})(2i)∗nums[i]−nums[i]∗(2n−i−1−1)=nums[i]∗(2i−2n−i−1)
对于2i2^i2i,可以利用数组提前计算。
最后,我们循环遍历每一个数统计其宽度的累加值即可。
时间复杂度:O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)
空间复杂度:O(n)O(n)O(n)
class Solution {public int sumSubseqWidths(int[] nums) {int n = nums.length, et = n - 1, st = 0, mod =(int)(1e9 + 7);long[] pow = new long[n + 5];long ans = 0, last = 1;Arrays.sort(nums);for (int i = 0; i <= n; i++) {pow[i] = last - 1;last = last * 2 % mod;}for (int i = 0; i < n; i++, st++, et--) ans = (ans + (pow[st] - pow[et]) * nums[i]) % mod;return (int) ans;}
}
class Solution {public int sumSubseqWidths(int[] nums) {int n = nums.length, mod =(int)(1e9 + 7); long ans = 0, pow = 1;Arrays.sort(nums);for (int i = 0; i < n; i++, pow = (pow * 2) % mod) ans = (ans + pow * (nums[i] - nums[n - i - 1])) % mod;return (int) ans;}
}