- Leetcode 3569. Maximize Count of Distinct Primes After Split
- 1. 解题思路
- 2. 代码实现
- 题目链接：3569. Maximize Count of Distinct Primes After Split
1. 解题思路
这一题的话思路倒是还好，显然，要找出所有distinct的质数的切分，我们首先就是先将 10 5 10^5 105以内的所有质数找出来，这样，我们就能够快速的找出原始的数组当中的所有的质数的位置了。
然后，我们考察最优的切分方式，注意到：
- 所有仅出现一次的质数，无论怎么切分，其贡献值都为一；
- 对于出现过多次的质数，考察其第一次出现的位置与最后一次出现的位置，我们只要在其中间任意位置切一刀，则其贡献值就会由1变成2。
因此，这道题事实上也就变成了，给定若干个区域 [ l i , r i ] [l_i, r_i] [li,ri]，找出一个位置 p p p，使之同时存在的区域最多。这个的话我们只需要依次将所有的 [ l i , r i ] [l_i, r_i] [li,ri]上的元素加一，然后考察线段当中的最大值即可。
但是，我们需要频繁地对对元素进行修改以及query，因此我们需要不断地修改整段区间 [ l k , r k ] [l_k, r_k] [lk,rk]上的值，然后再去进行query，这个就是一个标准的Lazy Segment Tree的题目了，虽然我还是不能熟练地写出对应的代码，不过相关的内容网上多的是，deepseek也能很快速地给出对应的代码实现，所以这里就不过多赘述了。
事实上，对应的Lazy Segment Tree的算法实现，我也是直接让deepseek帮我写作完成的……
2. 代码实现
给出python代码实现如下：
def get_primes(n):
status = [0 for _ in range(n+1)]
primes = set()
for i in range(2, n+1):
if status[i] != 0:
continue
primes.add(i)
for j in range(i, n+1, i):
status[j] = 1
return primes
PRIMES = get_primes(10**5)
class LazySegmentTree:
def __init__(self, arr):
"""
根据数组 arr 构建惰性线段树
:param arr: 输入数组
"""
self.n = len(arr)
self.arr = arr
# 初始化线段树和惰性标记数组（4倍原始数组大小）
self.size = 4 * self.n
self.tree = [-float('inf')] * self.size # 存储区间最大值
self.lazy = [0] * self.size # 存储惰性标记
self._build(0, 0, self.n - 1) # 从根节点开始建树
def _build(self, node, start, end):
"""
递归构建线段树
:param node: 当前节点索引
:param start: 当前节点表示的区间起始索引
:param end: 当前节点表示的区间结束索引
"""
if start == end:
# 叶子节点，直接存储数组值
self.tree[node] = self.arr[start]
return
mid = (start + end) // 2
left_node = 2 * node + 1 # 左子节点索引
right_node = 2 * node + 2 # 右子节点索引
# 递归构建左右子树
self._build(left_node, start, mid)
self._build(right_node, mid + 1, end)
# 当前节点值为左右子树的最大值
self.tree[node] = max(self.tree[left_node], self.tree[right_node])
def _push_down(self, node, start, end):
"""
下推惰性标记到子节点
:param node: 当前节点索引
:param start: 当前节点表示的区间起始索引
:param end: 当前节点表示的区间结束索引
"""
if self.lazy[node] != 0:
# 更新当前节点的值
self.tree[node] += self.lazy[node]
if start != end: # 非叶子节点，标记下推
left_node = 2 * node + 1
right_node = 2 * node + 2
# 将惰性标记添加到子节点
self.lazy[left_node] += self.lazy[node]
self.lazy[right_node] += self.lazy[node]
# 清除当前节点的惰性标记
self.lazy[node] = 0
def update(self, l, r, val):
"""
将闭区间 [l, r] 内的所有元素增加 val
:param l: 区间左边界
:param r: 区间右边界
:param val: 要增加的值
"""
self._update(0, 0, self.n - 1, l, r, val)
def _update(self, node, start, end, l, r, val):
"""
递归执行区间更新
:param node: 当前节点索引
:param start: 当前节点表示的区间起始索引
:param end: 当前节点表示的区间结束索引
:param l: 更新区间左边界
:param r: 更新区间右边界
:param val: 要增加的值
"""
# 先下推当前节点的惰性标记
self._push_down(node, start, end)
# 当前节点区间与更新区间无交集
if start > r or end < l:
return
# 当前节点区间完全包含在更新区间内
if l <= start and end <= r:
# 更新当前节点值
self.tree[node] += val
if start != end: # 非叶子节点，更新子节点惰性标记
left_node = 2 * node + 1
right_node = 2 * node + 2
self.lazy[left_node] += val
self.lazy[right_node] += val
return
# 部分重叠，递归更新子区间
mid = (start + end) // 2
left_node = 2 * node + 1
right_node = 2 * node + 2
self._update(left_node, start, mid, l, r, val)
self._update(right_node, mid + 1, end, l, r, val)
# 更新当前节点值为左右子树的最大值
self.tree[node] = max(self.tree[left_node], self.tree[right_node])
def query(self, l, r):
"""
查询闭区间 [l, r] 内的最大元素值
:param l: 查询区间左边界
:param r: 查询区间右边界
:return: 区间内的最大值
"""
return self._query(0, 0, self.n - 1, l, r)
def _query(self, node, start, end, l, r):
"""
递归执行区间查询
:param node: 当前节点索引
:param start: 当前节点表示的区间起始索引
:param end: 当前节点表示的区间结束索引
:param l: 查询区间左边界
:param r: 查询区间右边界
:return: 区间内的最大值
"""
# 先下推当前节点的惰性标记
self._push_down(node, start, end)
# 当前节点区间与查询区间无交集
if start > r or end < l:
return -float('inf')
# 当前节点区间完全包含在查询区间内
if l <= start and end <= r:
return self.tree[node]
# 部分重叠，递归查询子区间
mid = (start + end) // 2
left_node = 2 * node + 1
right_node = 2 * node + 2
left_max = self._query(left_node, start, mid, l, r)
right_max = self._query(right_node, mid + 1, end, l, r)
return max(left_max, right_max)
class Solution:
def maximumCount(self, nums: List[int], queries: List[List[int]]) -> List[int]:
primes_locs = defaultdict(list)
for i, x in enumerate(nums):
if x in PRIMES:
primes_locs[x].append(i)
n = len(nums)
segment_tree = LazySegmentTree([0 for _ in range(n)])
for p, locs in primes_locs.items():
if len(locs) > 1:
segment_tree.update(locs[0], locs[-1], 1)
def query(idx, val):
nonlocal primes_locs, segment_tree, nums
old_val = nums[idx]
nums[idx] = val
if old_val == val:
return len(primes_locs) + segment_tree.query(0, n-1)
if old_val in PRIMES:
l, r = primes_locs[old_val][0], primes_locs[old_val][-1]
primes_locs[old_val].pop(bisect.bisect_left(primes_locs[old_val], idx))
if l == r:
primes_locs.pop(old_val)
pass
elif len(primes_locs[old_val]) == 1:
segment_tree.update(l, r, -1)
elif l == idx:
new_l = primes_locs[old_val][0]
segment_tree.update(idx, new_l-1, -1)
elif r == idx:
new_r = primes_locs[old_val][-1]
segment_tree.update(new_r+1, idx, -1)
if val in PRIMES:
if val not in primes_locs:
primes_locs[val] = [idx]
else:
l, r = primes_locs[val][0], primes_locs[val][-1]
bisect.insort(primes_locs[val], idx)
if len(primes_locs[val]) == 2:
l, r = primes_locs[val][0], primes_locs[val][-1]
segment_tree.update(l, r, 1)
elif idx < l:
segment_tree.update(idx, l-1, 1)
elif idx > r:
segment_tree.update(r+1, idx, 1)
return len(primes_locs) + segment_tree.query(0, n-1)
return [query(idx, val) for idx, val in queries]
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