Padariet visus masīva elementus vienādus ar minimālām izmaksām

Ņemot vērā lielumu masīvu n uzdevums ir padarīt visu elementu vērtību vienādu ar minimālās izmaksas . Vērtības maiņas no x uz y izmaksas ir abs(x - y).

Piemēri:  

Ievade: arr[] = [1 100 101]
Izvade : 100
Paskaidrojums: Mēs varam mainīt visas tā vērtības uz 100 ar minimālām izmaksām
|1 - 100| + |100 - 100| + |101 - 100| = 100

Ievade : arr[] = [4 6]
Izvade : 2
Paskaidrojums: Mēs varam mainīt visas tā vērtības uz 5 ar minimālām izmaksām
|4 - 5| + |5 - 6| = 2

Ievade: arr[] = [5 5 5 5]
Izvade:
Paskaidrojums: Visas vērtības jau ir vienādas.

[Naīvā pieeja] Izmantojot 2 ligzdotas cilpas — O(n^2) laiks un O(1) telpa

Lūdzu, ņemiet vērā, ka mūsu atbilde vienmēr var būt viena no masīva vērtībām. Pat otrajā iepriekš minētajā piemērā mēs varam alternatīvi izveidot abus kā 4 vai abus kā 6 par vienādām izmaksām.
Ideja ir apsvērt katru masīva vērtību kā potenciālo mērķa vērtību, pēc tam aprēķināt kopējās izmaksas, kas saistītas ar visu pārējo elementu pārveidošanu šajā mērķa vērtībā. Pārbaudot visas iespējamās mērķa vērtības, mēs varam atrast to, kas nodrošina minimālās kopējās reklāmguvumu izmaksas.

C++
   // C++ program to Make all array    // elements equal with minimum cost   #include          using     namespace     std  ;   // Function which finds the minimum    // cost to make array elements equal   int     minCost  (  vector   <  int  >     &  arr  )     {      int     n     =     arr  .  size  ();      int     ans     =     INT_MAX  ;          // Try each element as the target value      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      int     currentCost     =     0  ;          // Calculate cost of making all       // elements equal to arr[i]      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     n  ;     j  ++  )     {      currentCost     +=     abs  (  arr  [  j  ]     -     arr  [  i  ]);      }          // Update minimum cost if current cost is lower      ans     =     min  (  ans       currentCost  );      }          return     ans  ;   }   int     main  ()     {      vector   <  int  >     arr     =     {  1       100       101  };      cout      < <     minCost  (  arr  )      < <     endl  ;          return     0  ;   }   
Java
   // Java program to Make all array    // elements equal with minimum cost   import     java.util.*  ;   class   GfG     {      // Function which finds the minimum       // cost to make array elements equal      static     int     minCost  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  length  ;      int     ans     =     Integer  .  MAX_VALUE  ;      // Try each element as the target value      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      int     currentCost     =     0  ;      // Calculate cost of making all       // elements equal to arr[i]      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     n  ;     j  ++  )     {      currentCost     +=     Math  .  abs  (  arr  [  j  ]     -     arr  [  i  ]  );      }      // Update minimum cost if current cost is lower      ans     =     Math  .  min  (  ans       currentCost  );      }      return     ans  ;      }      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  []     arr     =     {  1       100       101  };      System  .  out  .  println  (  minCost  (  arr  ));      }   }   
Python
   # Python program to Make all array    # elements equal with minimum cost   # Function which finds the minimum    # cost to make array elements equal   def   minCost  (  arr  ):   n   =   len  (  arr  )   ans   =   float  (  'inf'  )   # Try each element as the target value   for   i   in   range  (  n  ):   currentCost   =   0   # Calculate cost of making all    # elements equal to arr[i]   for   j   in   range  (  n  ):   currentCost   +=   abs  (  arr  [  j  ]   -   arr  [  i  ])   # Update minimum cost if current cost is lower   ans   =   min  (  ans     currentCost  )   return   ans   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [  1     100     101  ]   print  (  minCost  (  arr  ))   
C#
   // C# program to Make all array    // elements equal with minimum cost   using     System  ;   class     GfG     {      // Function which finds the minimum       // cost to make array elements equal      static     int     minCost  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  Length  ;      int     ans     =     int  .  MaxValue  ;      // Try each element as the target value      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      int     currentCost     =     0  ;      // Calculate cost of making all       // elements equal to arr[i]      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     n  ;     j  ++  )     {      currentCost     +=     Math  .  Abs  (  arr  [  j  ]     -     arr  [  i  ]);      }      // Update minimum cost if current cost is lower      ans     =     Math  .  Min  (  ans       currentCost  );      }      return     ans  ;      }      static     void     Main  ()     {      int  []     arr     =     {  1       100       101  };      Console  .  WriteLine  (  minCost  (  arr  ));      }   }   
JavaScript
   // JavaScript program to Make all array    // elements equal with minimum cost   // Function which finds the minimum    // cost to make array elements equal   function     minCost  (  arr  )     {      let     n     =     arr  .  length  ;      let     ans     =     Number  .  MAX_SAFE_INTEGER  ;      // Try each element as the target value      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      let     currentCost     =     0  ;      // Calculate cost of making all       // elements equal to arr[i]      for     (  let     j     =     0  ;     j      <     n  ;     j  ++  )     {      currentCost     +=     Math  .  abs  (  arr  [  j  ]     -     arr  [  i  ]);      }      // Update minimum cost if current cost is lower      ans     =     Math  .  min  (  ans       currentCost  );      }      return     ans  ;   }   let     arr     =     [  1       100       101  ];   console  .  log  (  minCost  (  arr  ));   

Izvade
100  

[Paredzamā pieeja — 1] Izmantojot bināro meklēšanu — O(n Log (diapazons)) laiks un O(1) telpa

Ideja ir izmantot bināro meklēšanu, lai efektīvi atrastu optimālo vērtību, uz kuru jāpārvērš visi masīva elementi. Tā kā kopējo izmaksu funkcija veido izliektu līkni (vispirms samazinās, tad palielinās) iespējamo vērtību diapazonā, mēs varam izmantot bināro meklēšanu, lai atrastu šīs līknes minimālo punktu, salīdzinot izmaksas viduspunktā ar izmaksām viduspunktā mīnus viena, kas norāda, kurā virzienā meklēt tālāk.

Soli pa solim pieeja:

  1. Atrodiet masīvā minimālo un maksimālo vērtību, lai noteiktu meklēšanas diapazonu
  2. Izmantojiet bināro meklēšanu starp minimālo un maksimālo vērtību, lai atrastu optimālo mērķa vērtību
  3. Katrai izmēģinājuma vērtībai aprēķiniet kopējās izmaksas par visu masīva elementu pārveidošanu šajā vērtībā
  4. Lai noteiktu meklēšanas virzienu, salīdziniet izmaksas pašreizējā viduspunktā ar izmaksām viduspunktā mīnus viens
  5. Turpiniet sašaurināt meklēšanas diapazonu, līdz atrodat minimālo izmaksu konfigurāciju
C++
   // C++ program to Make all array    // elements equal with minimum cost   #include          using     namespace     std  ;   // Function to find the cost of changing   // array values to mid.   int     findCost  (  vector   <  int  >     &  arr       int     mid  )     {      int     n     =     arr  .  size  ();      int     ans     =     0  ;      for     (  int     i  =  0  ;     i   <  n  ;     i  ++  )     {      ans     +=     abs  (  arr  [  i  ]     -     mid  );      }      return     ans  ;   }   // Function which finds the minimum cost    // to make array elements equal.   int     minCost  (  vector   <  int  >     &  arr  )     {      int     n     =     arr  .  size  ();      int     mini     =     INT_MAX       maxi     =     INT_MIN  ;          // Find the minimum and maximum value.      for     (  int     i  =  0  ;     i   <  n  ;     i  ++  )     {      mini     =     min  (  mini       arr  [  i  ]);      maxi     =     max  (  maxi       arr  [  i  ]);      }          int     s     =     mini       e     =     maxi  ;      int     ans     =     INT_MAX  ;          while     (  s      <=     e  )     {      int     mid     =     s     +     (  e  -  s  )  /  2  ;          int     cost1     =     findCost  (  arr       mid  );      int     cost2     =     findCost  (  arr       mid  -1  );          if     (  cost1      <     cost2  )     {      ans     =     cost1  ;      s     =     mid     +     1  ;      }      else     {      e     =     mid     -     1  ;      }      }          return     ans  ;   }   int     main  ()     {      vector   <  int  >     arr     =     {  1       100       101  };      cout      < <     minCost  (  arr  );          return     0  ;   }   
Java
   // Java program to Make all array    // elements equal with minimum cost   import     java.util.*  ;   class   GfG     {      // Function to find the cost of changing      // array values to mid.      static     int     findCost  (  int  []     arr       int     mid  )     {      int     n     =     arr  .  length  ;      int     ans     =     0  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      ans     +=     Math  .  abs  (  arr  [  i  ]     -     mid  );      }      return     ans  ;      }      // Function which finds the minimum cost       // to make array elements equal.      static     int     minCost  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  length  ;      int     mini     =     Integer  .  MAX_VALUE       maxi     =     Integer  .  MIN_VALUE  ;      // Find the minimum and maximum value.      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      mini     =     Math  .  min  (  mini       arr  [  i  ]  );      maxi     =     Math  .  max  (  maxi       arr  [  i  ]  );      }      int     s     =     mini       e     =     maxi  ;      int     ans     =     Integer  .  MAX_VALUE  ;      while     (  s      <=     e  )     {      int     mid     =     s     +     (  e     -     s  )     /     2  ;      int     cost1     =     findCost  (  arr       mid  );      int     cost2     =     findCost  (  arr       mid     -     1  );      if     (  cost1      <     cost2  )     {      ans     =     cost1  ;      s     =     mid     +     1  ;      }     else     {      e     =     mid     -     1  ;      }      }      return     ans  ;      }      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  []     arr     =     {  1       100       101  };      System  .  out  .  println  (  minCost  (  arr  ));      }   }   
Python
   # Python program to Make all array    # elements equal with minimum cost   # Function to find the cost of changing   # array values to mid.   def   findCost  (  arr     mid  ):   n   =   len  (  arr  )   ans   =   0   for   i   in   range  (  n  ):   ans   +=   abs  (  arr  [  i  ]   -   mid  )   return   ans   # Function which finds the minimum cost    # to make array elements equal.   def   minCost  (  arr  ):   n   =   len  (  arr  )   mini   =   float  (  'inf'  )   maxi   =   float  (  '-inf'  )   # Find the minimum and maximum value.   for   i   in   range  (  n  ):   mini   =   min  (  mini     arr  [  i  ])   maxi   =   max  (  maxi     arr  [  i  ])   s   =   mini   e   =   maxi   ans   =   float  (  'inf'  )   while   s    <=   e  :   mid   =   s   +   (  e   -   s  )   //   2   cost1   =   findCost  (  arr     mid  )   cost2   =   findCost  (  arr     mid   -   1  )   if   cost1    <   cost2  :   ans   =   cost1   s   =   mid   +   1   else  :   e   =   mid   -   1   return   ans   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [  1     100     101  ]   print  (  minCost  (  arr  ))   
C#
   // C# program to Make all array    // elements equal with minimum cost   using     System  ;   class     GfG     {      // Function to find the cost of changing      // array values to mid.      static     int     findCost  (  int  []     arr       int     mid  )     {      int     n     =     arr  .  Length  ;      int     ans     =     0  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      ans     +=     Math  .  Abs  (  arr  [  i  ]     -     mid  );      }      return     ans  ;      }      // Function which finds the minimum cost       // to make array elements equal.      static     int     minCost  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  Length  ;      int     mini     =     int  .  MaxValue       maxi     =     int  .  MinValue  ;      // Find the minimum and maximum value.      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      mini     =     Math  .  Min  (  mini       arr  [  i  ]);      maxi     =     Math  .  Max  (  maxi       arr  [  i  ]);      }      int     s     =     mini       e     =     maxi  ;      int     ans     =     int  .  MaxValue  ;      while     (  s      <=     e  )     {      int     mid     =     s     +     (  e     -     s  )     /     2  ;      int     cost1     =     findCost  (  arr       mid  );      int     cost2     =     findCost  (  arr       mid     -     1  );      if     (  cost1      <     cost2  )     {      ans     =     cost1  ;      s     =     mid     +     1  ;      }     else     {      e     =     mid     -     1  ;      }      }      return     ans  ;      }      static     void     Main  ()     {      int  []     arr     =     {  1       100       101  };      Console  .  WriteLine  (  minCost  (  arr  ));      }   }   
JavaScript
   // JavaScript program to Make all array    // elements equal with minimum cost   // Function to find the cost of changing   // array values to mid.   function     findCost  (  arr       mid  )     {      let     n     =     arr  .  length  ;      let     ans     =     0  ;      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      ans     +=     Math  .  abs  (  arr  [  i  ]     -     mid  );      }      return     ans  ;   }   // Function which finds the minimum cost    // to make array elements equal.   function     minCost  (  arr  )     {      let     n     =     arr  .  length  ;      let     mini     =     Number  .  MAX_SAFE_INTEGER       maxi     =     Number  .  MIN_SAFE_INTEGER  ;      // Find the minimum and maximum value.      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      mini     =     Math  .  min  (  mini       arr  [  i  ]);      maxi     =     Math  .  max  (  maxi       arr  [  i  ]);      }      let     s     =     mini       e     =     maxi  ;      let     ans     =     Number  .  MAX_SAFE_INTEGER  ;      while     (  s      <=     e  )     {      let     mid     =     Math  .  floor  (  s     +     (  e     -     s  )     /     2  );      let     cost1     =     findCost  (  arr       mid  );      let     cost2     =     findCost  (  arr       mid     -     1  );      if     (  cost1      <     cost2  )     {      ans     =     cost1  ;      s     =     mid     +     1  ;      }     else     {      e     =     mid     -     1  ;      }      }      return     ans  ;   }   let     arr     =     [  1       100       101  ];   console  .  log  (  minCost  (  arr  ));   

Izvade
100 

[Paredzamā pieeja — 2] Izmantojot kārtošanu — O(n Log n) laiks un O(1) telpa

Ideja ir atrast optimālo vērtību, līdz kurai būtu jāizlīdzina visi elementi, kuriem jābūt vienam no esošajiem masīva elementiem. Vispirms kārtojot masīvu un pēc tam atkārtojot katru elementu kā potenciālo mērķa vērtību, mēs aprēķinām visu pārējo elementu pārveidošanas izmaksas uz šo vērtību, efektīvi izsekojot elementu summu pa kreisi un pa labi no pašreizējās pozīcijas.

Soli pa solim pieeja:

  1. Kārtojiet masīvu, lai apstrādātu elementus augošā secībā.
  2. Katram elementam kā potenciālajai mērķa vērtībai aprēķiniet divas izmaksas: mazāku elementu pacelšana uz augšu un lielāku elementu uz leju.
  3. Izsekojiet summas pa kreisi un pa labi, lai efektīvi aprēķinātu šīs izmaksas nemainīgā laikā vienā iterācijā.
    • Mazāku elementu palielināšana izmaksām: (pašreizējā vērtība × mazāku elementu skaits) - (mazāku elementu summa)
    • Lielāku elementu samazināšana izmaksām: (lielāko elementu summa) - (pašreizējā vērtība × lielāko elementu skaits)
  4. Salīdziniet pašreizējās izmaksas ar minimālajām izmaksām.
C++
   // C++ program to Make all array    // elements equal with minimum cost   #include          using     namespace     std  ;   // Function which finds the minimum cost    // to make array elements equal.   int     minCost  (  vector   <  int  >     &  arr  )     {      int     n     =     arr  .  size  ();      // Sort the array      sort  (  arr  .  begin  ()     arr  .  end  ());          // Variable to store sum of elements      // to the right side.      int     right     =     0  ;      for     (  int     i  =  0  ;     i   <  n  ;     i  ++  )     {      right     +=     arr  [  i  ];      }          int     ans     =     INT_MAX  ;      int     left     =     0  ;          for     (  int     i  =  0  ;     i   <  n  ;     i  ++  )     {          // Remove the current element from right sum.      right     -=     arr  [  i  ];          // Find cost of incrementing left side elements      int     leftCost     =     i     *     arr  [  i  ]     -     left  ;          // Find cost of decrementing right side elements.      int     rightCost     =     right     -     (  n  -1  -  i  )     *     arr  [  i  ];          ans     =     min  (  ans       leftCost     +     rightCost  );          // Add current value to left sum       left     +=     arr  [  i  ];      }          return     ans  ;   }   int     main  ()     {      vector   <  int  >     arr     =     {  1       100       101  };      cout      < <     minCost  (  arr  );          return     0  ;   }   
Java
   // Java program to Make all array    // elements equal with minimum cost   import     java.util.*  ;   class   GfG     {      // Function which finds the minimum cost       // to make array elements equal.      static     int     minCost  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  length  ;      // Sort the array      Arrays  .  sort  (  arr  );          // Variable to store sum of elements      // to the right side.      int     right     =     0  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      right     +=     arr  [  i  ]  ;      }      int     ans     =     Integer  .  MAX_VALUE  ;      int     left     =     0  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      // Remove the current element from right sum.      right     -=     arr  [  i  ]  ;      // Find cost of incrementing left side elements      int     leftCost     =     i     *     arr  [  i  ]     -     left  ;      // Find cost of decrementing right side elements.      int     rightCost     =     right     -     (  n     -     1     -     i  )     *     arr  [  i  ]  ;      ans     =     Math  .  min  (  ans       leftCost     +     rightCost  );      // Add current value to left sum       left     +=     arr  [  i  ]  ;      }      return     ans  ;      }      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  []     arr     =     {  1       100       101  };      System  .  out  .  println  (  minCost  (  arr  ));      }   }   
Python
   # Python program to Make all array    # elements equal with minimum cost   # Function which finds the minimum cost    # to make array elements equal.   def   minCost  (  arr  ):   n   =   len  (  arr  )   # Sort the array   arr  .  sort  ()   # Variable to store sum of elements   # to the right side.   right   =   sum  (  arr  )   ans   =   float  (  'inf'  )   left   =   0   for   i   in   range  (  n  ):   # Remove the current element from right sum.   right   -=   arr  [  i  ]   # Find cost of incrementing left side elements   leftCost   =   i   *   arr  [  i  ]   -   left   # Find cost of decrementing right side elements.   rightCost   =   right   -   (  n   -   1   -   i  )   *   arr  [  i  ]   ans   =   min  (  ans     leftCost   +   rightCost  )   # Add current value to left sum    left   +=   arr  [  i  ]   return   ans   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [  1     100     101  ]   print  (  minCost  (  arr  ))   
C#
   // C# program to Make all array    // elements equal with minimum cost   using     System  ;   class     GfG     {      // Function which finds the minimum cost       // to make array elements equal.      static     int     minCost  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  Length  ;      // Sort the array      Array  .  Sort  (  arr  );      // Variable to store sum of elements      // to the right side.      int     right     =     0  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      right     +=     arr  [  i  ];      }      int     ans     =     int  .  MaxValue  ;      int     left     =     0  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      // Remove the current element from right sum.      right     -=     arr  [  i  ];      // Find cost of incrementing left side elements      int     leftCost     =     i     *     arr  [  i  ]     -     left  ;      // Find cost of decrementing right side elements.      int     rightCost     =     right     -     (  n     -     1     -     i  )     *     arr  [  i  ];      ans     =     Math  .  Min  (  ans       leftCost     +     rightCost  );      // Add current value to left sum       left     +=     arr  [  i  ];      }      return     ans  ;      }      static     void     Main  ()     {      int  []     arr     =     {  1       100       101  };      Console  .  WriteLine  (  minCost  (  arr  ));      }   }   
JavaScript
   // JavaScript program to Make all array    // elements equal with minimum cost   // Function which finds the minimum cost    // to make array elements equal.   function     minCost  (  arr  )     {      let     n     =     arr  .  length  ;      // Sort the array      arr  .  sort  ((  a       b  )     =>     a     -     b  );      // Variable to store sum of elements      // to the right side.      let     right     =     0  ;      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      right     +=     arr  [  i  ];      }      let     ans     =     Number  .  MAX_SAFE_INTEGER  ;      let     left     =     0  ;      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      // Remove the current element from right sum.      right     -=     arr  [  i  ];      // Find cost of incrementing left side elements      let     leftCost     =     i     *     arr  [  i  ]     -     left  ;      // Find cost of decrementing right side elements.      let     rightCost     =     right     -     (  n     -     1     -     i  )     *     arr  [  i  ];      ans     =     Math  .  min  (  ans       leftCost     +     rightCost  );      // Add current value to left sum       left     +=     arr  [  i  ];      }      return     ans  ;   }   let     arr     =     [  1       100       101  ];   console  .  log  (  minCost  (  arr  ));   

Izvade
100 
Izveidojiet viktorīnu