2026-06-24:使数组奇偶交替的最少操作。用go语言,给定整数数组 nums。若对所有相邻位置 i 和 i+1,它们的奇偶性不同(一个为奇数、另一

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主题

使用Go/Python/C++实现奇偶交替数组的最小操作次数与最小极差算法

摘要

文章介绍了求解使数组奇偶交替的最少操作次数及最小极差的算法,并给出了Go、Python、C++完整实现。

关键信息

  • 1 通过两种奇偶模板计算最少操作次数
  • 2 在最少操作前提下最小化数组极差
  • 3 提供多种语言完整代码实现

2026-06-24:使数组奇偶交替的最少操作。用go语言,给定整数数组 nums。若对所有相邻位置 i 和 i+1,它们的奇偶性不同(一个为奇数、另一个为偶数),则称该数组为“奇偶交替”。你可以对任意下标 i 做一次操作:把 nums[i] 加 1 或减 1。

现在要返回两个数:

• answer[0]:把数组调整为“奇偶交替”所需的最少操作次数。

  • • answer[1]:在所有恰好用了 answer[0] 次操作得到“奇偶交替”的结果数组中,max(数组) – min(数组) 能取得的最小值。

    注意:当数组长度为 1 时,它天然满足“奇偶交替”条件。

    1 <= nums.length <= 100000。

    -1000000000 <= nums[i] <= 1000000000。

    输入: nums = [-2,-3,1,4]。

    输出: [2,6]。

    解释:

    执行以下操作:

    将 nums[2] 增加 1,得到 nums = [-2, -3, 2, 4]。

    将 nums[3] 减少 1,得到 nums = [-2, -3, 2, 3]。

    得到的数组是奇偶交替的,且 max(nums) – min(nums) = 3 – (-3) = 6 是所有使用恰好 2 次操作可获得的奇偶交替数组中的最小值。

    题目来自力扣3854。

    一、整体算法分步流程 步骤1:前置全局预处理

    1. 判断数组长度:输入长度为4≠1,进入主逻辑;

  • 2. 遍历整个数组,求出全局最小值gMin=-3、全局最大值gMax=4;
    作用:当数字需要修改时,控制修改方向,用来计算修改后新数字,方便后续求极差。

    步骤2:定义通用计算函数calc(target)

    函数输入0/1两种模板,一次性算出两个结果:
    返回值1:该模板需要的总最少操作次数op
    返回值2:该模板在最少操作前提下,修改后数组能达到的最小极差minD
    函数内部完整执行流程:

    子步骤2.1 初始化变量

    • op=0:统计当前模板总操作次数

  • • mn=无穷大:记录修改后数组所有元素最小值

  • • mx=负无穷大:记录修改后数组所有元素最大值

    子步骤2.2 逐一遍历数组每个下标i、原数字x

    核心判断条件:(x - i) & 1 != target,等价校验「当前x奇偶是否匹配当前模板要求」:
    推导:
    x奇偶 ^ i奇偶 = target(x&1) ^ (i&1) = target
    (x-i)&1 = (x&1)^(i&1),因此条件不成立代表当前数字奇偶不达标,必须修改。

    分两种分支处理每个元素:

    分支A:当前数字奇偶不匹配模板(需要操作)

    1. 操作计数op +=1(仅±1,最少代价,不做多次修改);

  • 2. 决定修改后新x的值:

    • 如果原x是全局最小值gMin:只能+1(如果-1会更小,极差会变大,为了拿到最小极差优先往大改);

  • • 如果原x是全局最大值gMax:只能-1(如果+1会更大,极差会变大,优先往小改);
    逻辑目的:修改时尽可能压缩数值区间,让最终极差最小。

    3. 用修改后的新x,更新全局mn、mx(记录当前修改后数组的最大、最小值)。

    分支B:当前数字奇偶匹配模板(无需操作)

    直接用原x更新mn、mx,不增加操作次数。

    子步骤2.3 遍历完所有元素后计算极差

    计算当前模板修改后数组极差:mx - mn
    题目规定数组长度≥2时极差至少为1,因此最终取max(mx-mn,1)作为该模板的最小极差minD;
    函数返回 (总操作次数op,最小极差minD)。

    步骤3:分别计算两种模板的代价

    1. 调用calc(0),得到模板0数据:op1、minD1;

  • 2. 调用calc(1),得到模板1数据:op2、minD2;

    结合示例nums = [-2,-3,1,4]手动演算:

    数组下标0: -2、下标1: -3、下标2: 1、下标3:4

    calc(0)(偶、奇、偶、奇模板)

    i=0,x=-2:x偶,i偶,匹配模板0,不操作,mn=-2,mx=-2
    i=1,x=-3:x奇,i奇,匹配模板0,不操作,mn=-3,mx=-2
    i=2,x=1:x奇,i偶,不匹配,op+1;x不是gMin/gMax,任意±1(示例选+1→2),新x=2,mn=-3,mx=2
    i=3,x=4:x偶,i奇,不匹配,op+1;x是gMax=4,只能-1→3,新x=3,mn=-3,mx=3
    总op1=2,极差3-(-3)=6 → minD1=6

    calc(1)(奇、偶、奇、偶模板)

    i=0,x=-2偶,i偶,不匹配,op+1;x=gMin=-3?不是,x=-2,±1变-1
    i=1,x=-3奇,i奇,不匹配,op+1;±1变-2
    i=2,x=1奇,i偶,匹配,无操作
    i=3,x=4偶,i奇,匹配,无操作
    总op2=2;修改后数值区间极差会大于6,minD2>6

    步骤4:对比两套模板,选出最优方案

    对比规则优先级:

    1. 优先选总操作次数更少的模板;

  • 2. 若次数相等,选极差更小的模板。

    示例中op1=op2=2,minD1=6 < minD2,因此选用模板0结果,返回数组[2,6],和题目输出一致。

    步骤5:边界兜底逻辑

    如果输入数组长度等于1,直接返回[0,0],不执行上述calc计算流程。

    二、时间复杂度分析

    1. 求全局最大最小值:单次O(n)遍历;

  • 2. calc(0)完整遍历数组O(n),calc(1)完整遍历数组O(n);
    总遍历次数:3次线性遍历,总运算量与数组长度n成正比;
    总时间复杂度:O(n)
    n最大1e5,线性复杂度满足数据范围要求。

    三、额外空间复杂度分析

    1. 仅使用固定数量局部变量:gMin、gMax、op、mn、mx、op1、minD1、op2、minD2等;

  • 2. 没有开辟随n增长的数组、切片、哈希容器;
    输出切片固定长度为2,属于常量空间;
    总额外空间复杂度:O(1)(常数空间)

    Go完整代码如下:

    package main

    import (
    "fmt"
    "math"
    "slices"
    )

    func makeParityAlternating(nums []int) []int {
    iflen(nums) == 1 {
    return []int{0, 0}
    }

    gMin := slices.Min(nums)
    gMax := slices.Max(nums)

    calc := func(target int) (int, int) {
    op, mn, mx := 0, math.MaxInt, math.MinInt
    for i, x := range nums {
    // 如果 target = 0,那么操作后,nums 每个数的奇偶性必须分别等于 0,1,0,1,... 即 target ^ i%2
    if (x-i)&1 != target { // 等价于 x&1 != target ^ i%2
    op++
    if x == gMin {
    x++
    } elseif x == gMax {
    x--
    }
    }
    mn = min(mn, x)
    mx = max(mx, x)
    }
    return op, max(mx-mn, 1) // 在 n >= 2 的情况下,极差至少是 1
    }

    op1, minD1 := calc(0)
    op2, minD2 := calc(1)

    if op1 < op2 || op1 == op2 && minD1 < minD2 {
    return []int{op1, minD1}
    }
    return []int{op2, minD2}
    }

    func main() {
    nums := []int{-2, -3, 1, 4}
    result := makeParityAlternating(nums)
    fmt.Println(result)
    }

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    Python完整代码如下:

    # -*-coding:utf-8-*-

    from typing import List

    def make_parity_alternating(nums: List[int]) -> List[int]:
    iflen(nums) == 1:
    return [0, 0]
    g_min = min(nums)
    g_max = max(nums)
    def calc(target: int) -> tuple:
    op = 0
    mn = float('inf')
    mx = float('-inf')
    for i, x in enumerate(nums):
    # 如果 target = 0,那么操作后,nums 每个数的奇偶性必须分别等于 0,1,0,1,...
    # 即 target ^ (i % 2)
    if (x - i) & 1 != target: # 等价于 x&1 != target ^ i%2
    op += 1
    if x == g_min:
    x += 1
    elif x == g_max:
    x -= 1
    mn = min(mn, x)
    mx = max(mx, x)
    # 在 n >= 2 的情况下,极差至少是 1
    return op, max(mx - mn, 1)
    op1, min_d1 = calc(0)
    op2, min_d2 = calc(1)
    if op1 < op2 or (op1 == op2 and min_d1 < min_d2):
    return [op1, min_d1]
    return [op2, min_d2]

    if __name__ == "__main__":
    nums = [-2, -3, 1, 4]
    result = make_parity_alternating(nums)
    print(result)

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    C++完整代码如下:

      
    



    using namespace std;

    vector makeParityAlternating(vector& nums) {
    if (nums.size() == 1) {
    return {0, 0};
    }

    int gMin = *min_element(nums.begin(), nums.end());
    int gMax = *max_element(nums.begin(), nums.end());

    auto calc = [&](int target) -> pair {
    int op = 0;
    int mn = INT_MAX;
    int mx = INT_MIN;

    for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    int x = nums[i];
    // 如果 target = 0,那么操作后,nums 每个数的奇偶性必须分别等于 0,1,0,1,...
    // 即 target ^ i%2
    if (((x - i) & 1) != target) { // 等价于 x&1 != target ^ i%2
    op++;
    if (x == gMin) {
    x++;
    } elseif (x == gMax) {
    x--;
    }
    }
    mn = min(mn, x);
    mx = max(mx, x);
    }
    // 在 n >= 2 的情况下,极差至少是 1
    return {op, max(mx - mn, 1)};
    };

    auto [op1, minD1] = calc(0);
    auto [op2, minD2] = calc(1);

    if (op1 < op2 || (op1 == op2 && minD1 < minD2)) {
    return {op1, minD1};
    }
    return {op2, minD2};
    }

    int main() {
    vector nums = {-2, -3, 1, 4};
    vector result = makeParityAlternating(nums);
    cout << result[0] << " " << result[1] << endl;
    return0;
    }

    2026-06-24:使数组奇偶交替的最少操作。用go语言,给定整数数组 nums。若对所有相邻位置 i 和 i+1,它们的奇偶性不同(一个为奇数、另一

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