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中等
1762
第 163 场周赛 Q3
贪心
数组
动态规划
排序

English Version

题目描述

给你一个整数数组 nums,请你找出并返回能被三整除的元素 最大和

 

示例 1:

输入:nums = [3,6,5,1,8]
输出:18
解释:选出数字 3, 6, 1 和 8,它们的和是 18(可被 3 整除的最大和)。

示例 2:

输入:nums = [4]
输出:0
解释:4 不能被 3 整除,所以无法选出数字,返回 0。

示例 3:

输入:nums = [1,2,3,4,4]
输出:12
解释:选出数字 1, 3, 4 以及 4,它们的和是 12(可被 3 整除的最大和)。

 

提示:

  • 1 <= nums.length <= 4 * 104
  • 1 <= nums[i] <= 104

解法

方法一:动态规划

我们定义 $f[i][j]$ 表示前 $i$ 个数中选取若干个数,使得这若干个数的和模 $3$$j$ 的最大值。初始时 $f[0][0]=0$,其余为 $-\infty$

对于 $f[i][j]$,我们可以考虑第 $i$ 个数 $x$ 的状态:

  • 如果我们不选 $x$,那么 $f[i][j]=f[i-1][j]$
  • 如果我们选 $x$,那么 $f[i][j]=f[i-1][(j-x \bmod 3 + 3)\bmod 3]+x$

因此我们可以得到状态转移方程:

$$ f[i][j]=\max{f[i-1][j],f[i-1][(j-x \bmod 3 + 3)\bmod 3]+x} $$

最终答案为 $f[n][0]$

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

注意到 $f[i][j]$ 的值只与 $f[i-1][j]$$f[i-1][(j-x \bmod 3 + 3)\bmod 3]$ 有关,因此我们可以使用滚动数组优化空间复杂度,使空间复杂度降低为 $O(1)$

Python3

class Solution:
    def maxSumDivThree(self, nums: List[int]) -> int:
        n = len(nums)
        f = [[-inf] * 3 for _ in range(n + 1)]
        f[0][0] = 0
        for i, x in enumerate(nums, 1):
            for j in range(3):
                f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i - 1][(j - x) % 3] + x)
        return f[n][0]

Java

class Solution {
    public int maxSumDivThree(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        final int inf = 1 << 30;
        int[][] f = new int[n + 1][3];
        f[0][1] = f[0][2] = -inf;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            int x = nums[i - 1];
            for (int j = 0; j < 3; ++j) {
                f[i][j] = Math.max(f[i - 1][j], f[i - 1][(j - x % 3 + 3) % 3] + x);
            }
        }
        return f[n][0];
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int maxSumDivThree(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        const int inf = 1 << 30;
        int f[n + 1][3];
        f[0][0] = 0;
        f[0][1] = f[0][2] = -inf;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            int x = nums[i - 1];
            for (int j = 0; j < 3; ++j) {
                f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i - 1][(j - x % 3 + 3) % 3] + x);
            }
        }
        return f[n][0];
    }
};

Go

func maxSumDivThree(nums []int) int {
	n := len(nums)
	const inf = 1 << 30
	f := make([][3]int, n+1)
	f[0] = [3]int{0, -inf, -inf}
	for i, x := range nums {
		i++
		for j := 0; j < 3; j++ {
			f[i][j] = max(f[i-1][j], f[i-1][(j-x%3+3)%3]+x)
		}
	}
	return f[n][0]
}

TypeScript

function maxSumDivThree(nums: number[]): number {
    const n = nums.length;
    const inf = 1 << 30;
    const f: number[][] = Array(n + 1)
        .fill(0)
        .map(() => Array(3).fill(-inf));
    f[0][0] = 0;
    for (let i = 1; i <= n; ++i) {
        const x = nums[i - 1];
        for (let j = 0; j < 3; ++j) {
            f[i][j] = Math.max(f[i - 1][j], f[i - 1][(j - (x % 3) + 3) % 3] + x);
        }
    }
    return f[n][0];
}

方法二

Python3

class Solution:
    def maxSumDivThree(self, nums: List[int]) -> int:
        f = [0, -inf, -inf]
        for x in nums:
            g = f[:]
            for j in range(3):
                g[j] = max(f[j], f[(j - x) % 3] + x)
            f = g
        return f[0]

Java

class Solution {
    public int maxSumDivThree(int[] nums) {
        final int inf = 1 << 30;
        int[] f = new int[] {0, -inf, -inf};
        for (int x : nums) {
            int[] g = f.clone();
            for (int j = 0; j < 3; ++j) {
                g[j] = Math.max(f[j], f[(j - x % 3 + 3) % 3] + x);
            }
            f = g;
        }
        return f[0];
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int maxSumDivThree(vector<int>& nums) {
        const int inf = 1 << 30;
        vector<int> f = {0, -inf, -inf};
        for (int& x : nums) {
            vector<int> g = f;
            for (int j = 0; j < 3; ++j) {
                g[j] = max(f[j], f[(j - x % 3 + 3) % 3] + x);
            }
            f = move(g);
        }
        return f[0];
    }
};

Go

func maxSumDivThree(nums []int) int {
	const inf = 1 << 30
	f := [3]int{0, -inf, -inf}
	for _, x := range nums {
		g := [3]int{}
		for j := range f {
			g[j] = max(f[j], f[(j-x%3+3)%3]+x)
		}
		f = g
	}
	return f[0]
}

TypeScript

function maxSumDivThree(nums: number[]): number {
    const inf = 1 << 30;
    const f: number[] = [0, -inf, -inf];
    for (const x of nums) {
        const g = [...f];
        for (let j = 0; j < 3; ++j) {
            f[j] = Math.max(g[j], g[(j - (x % 3) + 3) % 3] + x);
        }
    }
    return f[0];
}