Kimi LeetCode 3378. 统计最小公倍数图中的连通块数目 Java实现
以下是 LeetCode 3378. 统计最小公倍数图中的连通块数目 的 Java 实现:
解题思路
本题核心思路是 并查集 + 倍数枚举:
1. 关键观察:如果 `a` 能整除 `b`(即 `b` 是 `a` 的倍数)且 `b <= threshold`,则 `lcm(a, b) = b <= threshold`,所以 `a` 和 `b` 之间必有边。
2. 传递性:如果 `a` 和 `b` 连通,`b` 和 `c` 连通,则 `a` 和 `c` 也连通。因此可以用并查集维护连通性。
3. 大于 threshold 的数:`lcm(a, b) >= max(a, b)`,所以若 `nums[i] > threshold`,它与任何数的 lcm 都大于 threshold,是孤立节点。
4. 枚举策略:对于每个 `num <= threshold`,枚举其所有倍数 `j = num, 2*num, 3*num, ... <= threshold`,将这些数与 `num` 用并查集合并。这样所有有公共因子的数最终会被合并到同一个连通块。
5. 统计答案:大于 threshold 的数各自独立;小于等于 threshold 的数通过并查集找根节点,统计不同根的数量。
Java 代码
```java
import java.util.*;
class Solution {
public int countComponents(int[] nums, int threshold) {
DSU dsu = new DSU(threshold);
// 对于每个 num,将其与所有倍数用并查集合并
for (int num : nums) {
if (num > threshold) continue; // 大于 threshold 的数不参与并查集
for (int j = num; j <= threshold; j += num) {
dsu.unionSet(num, j);
}
}
// 统计连通块数量
Set<Integer> uniqueParents = new HashSet<>();
for (int num : nums) {
if (num > threshold) {
// 大于 threshold 的数各自独立成一个连通块
uniqueParents.add(num);
} else {
uniqueParents.add(dsu.find(num));
}
}
return uniqueParents.size();
}
}
/**
* 并查集 (Disjoint Set Union)
*/
class DSU {
private int[] parent;
private int[] rank;
public DSU(int n) {
parent = new int[n + 1];
rank = new int[n + 1];
for (int i = 0; i <= n; i++) {
parent[i] = i;
rank[i] = 0;
}
}
public int find(int x) {
if (parent[x] != x) {
parent[x] = find(parent[x]); // 路径压缩
}
return parent[x];
}
public void unionSet(int u, int v) {
u = find(u);
v = find(v);
if (u != v) {
// 按秩合并
if (rank[u] < rank[v]) {
int temp = u;
u = v;
v = temp;
}
parent[v] = u;
if (rank[u] == rank[v]) {
rank[u]++;
}
}
}
}
```
复杂度分析
- 时间复杂度:O(n × threshold/num 的平均值),由于调和级数性质,总体约为 O(threshold × log(threshold))。并查集操作近似 O(α(n))。
- 空间复杂度:O(threshold),用于并查集数组。
示例验证
- 示例1:`nums = [2,4,8,3,9], threshold = 5`
- 大于 5 的数:8, 9 → 各自独立(2个连通块)
- 小于等于 5 的数:2, 4, 3
- 2 的倍数:2, 4 → 合并 2 和 4
- 3 的倍数:3(无其他倍数 ≤5)
- 最终连通块:{2,4}, {3}, {8}, {9} → 4个
- 示例2:`nums = [2,4,8,3,9,12], threshold = 10`
- 大于 10 的数:12 → 1个连通块
- 小于等于 10 的数:2, 4, 8, 3, 9
- 2 的倍数:2, 4, 6, 8, 10 → 合并 2,4,8
- 3 的倍数:3, 6, 9 → 合并 3,9
- 通过 6(2×3),2的连通块和3的连通块连通
- 最终连通块:{2,3,4,8,9}, {12} → 2个
下载文件:[leetcode_3378.java](sandbox:///mnt/agents/output/leetcode_3378.java)
更多推荐

所有评论(0)