2026-08-10:使数组非递减需要的最小累计值。用go语言,有一个长度为 n 的整数数组。你可以多次执行下面的操作:
选择任意一个连续非空子数组,以及任意一个正整数 x。
将该子数组里的每个数都加上 x。
你的目标是通过一系列这样的操作,让整个数组变得“非递减”,也就是从左到右每个数都 ≤ 后一个数。
每次操作都会消耗一个 x(就是你这次加上的那个正整数),所有操作消耗的 x 加起来,就是总代价。请你计算并返回在所有能让数组变成非递减的操作方案中,这个总代价的最小可能值。
1 <= n == nums.length <= 100000。
1 <= nums[i] <= 1000000000。
输入: nums = [3,3,2,1]。
输出: 2。
解释:
一种最优操作方案为:
选择子数组 [2…3],并增加 x = 1,得到 [3, 3, 3, 2]
选择子数组 [3…3],并增加 x = 1,得到 [3, 3, 3, 3]
数组变为非递减,所选 x 的总和为 1 + 1 = 2。
题目来自力扣3914。
详细执行步骤
初始化总代价
用一个变量(例如ans)记录累计的 x 总和,初始值为 0。遍历数组,寻找下降点
从第二个元素开始(索引i = 1)向右扫描到最后一个元素,依次检查相邻元素nums[i-1]和nums[i]的关系。计算当前相邻差
对于每一对相邻元素,计算diff = nums[i-1] - nums[i]。- 如果
diff > 0,说明出现下降(前一个数大于后一个数),必须通过操作将nums[i]及其后面的部分至少增加diff才能让nums[i]不小于nums[i-1]。这是不可回避的最小代价。 - 如果
diff <= 0,说明已经满足非递减,不需要任何操作,代价为 0。
- 如果
累加必须的代价
若diff > 0,则将diff累加到总代价ans中;否则加 0(相当于跳过)。逻辑上“修改”数组(无需实际修改)
虽然代码中没有真的修改数组,但可以想象:当我们决定付出diff的代价后,相当于把从i开始到数组末尾的所有元素都增加了diff。这样一来,对于后续的所有相邻对,由于它们都被加上了相同的值,它们之间的差值保持不变。因此在后续扫描中,我们仍然可以直接使用原数组的值计算差值,结果不会受到影响。这也是为什么不需要在内存中维护更新后的数组。完成遍历
当循环结束,ans中存储的就是使整个数组变为非递减所需的最小 x 总和。
示例推演
以nums = [3, 3, 2, 1]为例:
- 索引 1:
3与3,差值为 0,不加。 - 索引 2:
3与2,差值为 1,累加ans = 1。逻辑上将nums[2..3]都加 1,数组变为[3, 3, 3, 2]。 - 索引 3:比较时使用的是原数组的
nums[2]=2和nums[3]=1,差值2-1=1,累加ans = 2。逻辑上再将nums[3..3]加 1,数组最终变为[3, 3, 3, 3]。 - 总代价为 2,与题目示例一致。
复杂度分析
- 时间复杂度:整个过程只对数组进行了一次从左到右的单次扫描,每个元素只访问一次,循环内执行常数时间的减法和取最大值操作。因此时间复杂度为O(n),其中 n 是数组长度。
- 额外空间复杂度:除了输入的数组外,只使用了固定的几个变量(总代价变量、循环计数器等),不随数据规模增长。因此额外空间复杂度为O(1)。
Go完整代码如下:
packagemainimport("fmt")funcminOperations(nums[]int)(ansint64){fori:=1;i<len(nums);i++{ans+=int64(max(nums[i-1]-nums[i],0))}return}funcmain(){nums:=[]int{3,3,2,1}result:=minOperations(nums)fmt.Println(result)}Python完整代码如下:
# -*-coding:utf-8-*-fromtypingimportListdefminOperations(nums:List[int])->int:""" 返回使数组变为非递减所需的最小操作总和(每次操作可以对子数组加上任意正整数 x, 总代价为所有操作的 x 之和)。 """ans=0foriinrange(1,len(nums)):# 当前一个数大于后一个数时,必须至少增加后一个数(及之后的部分)# 以消除这个“下降”,最小的增加量就是两者的差值。ans+=max(nums[i-1]-nums[i],0)returnansif__name__=="__main__":nums=[3,3,2,1]result=minOperations(nums)print(result)C++完整代码如下:
#include<iostream>#include<vector>#include<algorithm>// for std::maxlonglongminOperations(conststd::vector<int>&nums){longlongans=0;for(size_t i=1;i<nums.size();++i){ans+=std::max(nums[i-1]-nums[i],0);}returnans;}intmain(){std::vector<int>nums={3,3,2,1};longlongresult=minOperations(nums);std::cout<<result<<std::endl;// 输出 2return0;}