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1681. 最小不兼容性

English Version

题目描述

给你一个整数数组 nums​​​ 和一个整数 k 。你需要将这个数组划分到 k 个相同大小的子集中，使得同一个子集里面没有两个相同的元素。

一个子集的 不兼容性 是该子集里面最大值和最小值的差。

请你返回将数组分成 k 个子集后，各子集 不兼容性 的 和 的 最小值 ，如果无法分成分成 k 个子集，返回 -1 。

子集的定义是数组中一些数字的集合，对数字顺序没有要求。

 

示例 1：

输入：nums = [1,2,1,4], k = 2
输出：4
解释：最优的分配是 [1,2] 和 [1,4] 。
不兼容性和为 (2-1) + (4-1) = 4 。
注意到 [1,1] 和 [2,4] 可以得到更小的和，但是第一个集合有 2 个相同的元素，所以不可行。

示例 2：

输入：nums = [6,3,8,1,3,1,2,2], k = 4
输出：6
解释：最优的子集分配为 [1,2]，[2,3]，[6,8] 和 [1,3] 。
不兼容性和为 (2-1) + (3-2) + (8-6) + (3-1) = 6 。

示例 3：

输入：nums = [5,3,3,6,3,3], k = 3
输出：-1
解释：没办法将这些数字分配到 3 个子集且满足每个子集里没有相同数字。

 

提示：

• 1 <= k <= nums.length <= 16
• nums.length 能被 k 整除。
• 1 <= nums[i] <= nums.length

解法

方法一：状态压缩 + 记忆化搜索

Python3

class Solution:
    def minimumIncompatibility(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        @cache
        def dfs(mask):
            if mask == (1 << n) - 1:
                return 0
            d = {v: i for i, v in enumerate(nums) if (mask >> i & 1) == 0}
            ans = inf
            if len(d) < m:
                return ans
            for vs in combinations(d.keys(), m):
                nxt = mask
                for v in vs:
                    nxt |= 1 << d[v]
                ans = min(ans, max(vs) - min(vs) + dfs(nxt))
            return ans

        n = len(nums)
        m = n // k
        ans = dfs(0)
        dfs.cache_clear()
        return ans if ans < inf else -1

Java

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