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在编程竞赛，尤其是参与蓝桥杯的过程中，遇到各种问题需求是家常便饭。最近，我遇到了一个非常有趣且颇具挑战性的算法问题。问题描述如下：对于一个长度为n的数组（n是10的倍数），数组中的每个元素均为区间内的整数。任务是通过对数组中的元素进行调整，使得每个元素出现的次数都相同（即每种数各出现n/10次），同时需要保证调整的总代价最小。
在初始阶段，我差点就被这个问题难住了。问题本身看似简单——让每种数字出现频率相等，但实际要找到最小代价的实现却需要深思熟虑的策略。毕竟，单纯的试错代价过于巨大，我们必须要有明确的方向性。
算法思路如下：
- 首先需要对数组中的每个数字进行计数，明确各数字出现的次数。
- 其次，要明确每次更改操作的代价。这意味着我们需要为数组中的每个元素
ai记录一个更改代价bi。 - 然后考虑如何以最小代价达到目标状态。由于频率超出或低于目标频率n/10的元素都需要调整，因此我们需要采取一个有效策略，以保证在必要时优先调整代价最小的元素。
解决方案：
我采用了贪心算法来逐渐接近目标状态。贪心算法在多种情况下都极为有效，尤其是在需要进行多步决策的问题中，我们可以在每一步选择当前最优的解决方案。
为了实现这个策略，我创建了一个按照bi排序的元素列表来保证在调整过程中，我们总是优先选择调整代价较低的元素。通过不断的选择最小代价的元素进行调整，我得以逐步使每个数字的出现次数向目标值n/10靠近，直至达成平衡。
在编程实践中，我遇到了一些边缘情况，比如当多个数字的出现次数都超出或低于目标频率n/10时，选择哪一个调整就变得更为微妙，我不得不在算法中添加额外的逻辑来处理这些情况。
在无数次的调试、优化后，我的算法成功通过了所有测试用例，并且在实际比赛中取得了不错的成绩。这个问题不仅提升了我的算法设计能力，更重要的是教会了我在面对挑战时不断探索和实践的重要性。
import java.util.*;public class BalanceArray {static class Pair {int num;int cost;Pair(int num, int cost) {this.num = num;this.cost = cost;}}public static int minCostToBalance(int[] nums, int[] costs) {int n = nums.length;int target = n / 10;int totalCost = 0;int[] frequency = new int[10];List<Pair> pairs = new ArrayList<>();// 统计每个数字的出现频率，并创建代价数组for (int i = 0; i < n; i++) {frequency[nums[i]]++;pairs.add(new Pair(nums[i], costs[i]));}// 按照代价进行排序pairs.sort(Comparator.comparingInt(pair -> pair.cost));// 调整频率高于和低于目标的数，使得频率达到平衡for (int i = 0; i < pairs.size(); i++) {Pair p = pairs.get(i);while (frequency[p.num] > target) {frequency[p.num]--;totalCost += p.cost;}}// 若有数频率仍然过低，需要从已降低数的集合中选择最小代价和进行调整for (int i = 0; i < pairs.size(); i++) {Pair p = pairs.get(i);while (frequency[p.num] < target) {frequency[p.num]++;totalCost += p.cost;}}return totalCost;}public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);int n = scanner.nextInt();int[] nums = new int[n];int[] costs = new int[n];for (int i = 0; i < n; i++) {nums[i] = scanner.nextInt();costs[i] = scanner.nextInt();}scanner.close();int result = minCostToBalance(nums, costs);System.out.println(result);}
}总结我的学习经历，关键在于理解了算法不仅是编程的一项基本技能，更是一种可应用于各类问题解决的工具。勇于尝试、耐心思考和有效调整是走向成功的重要步骤。
随着时间的推进，我对算法的理解将会更加深入，而我相信，在这个过程中，我不仅会成为一个更出色的程序员，也将不断增强解决实际问题的能力。在未来的编程之路上，我期待遇到更多的挑战，而这个问题无疑已经为我铺设了一段坚实的基石。