算法学习【贪心算法】(中等)


根据身高重建队列

题目

假设有打乱顺序的一群人站成一个队列,数组 people 表示队列中一些人的属性(不一定按顺序)。每个 people[i] = [hi, ki] 表示第 i 个人的身高为 hi ,前面 正好 有 ki 个身高大于或等于 hi 的人。

请你重新构造并返回输入数组 people 所表示的队列。返回的队列应该格式化为数组 queue ,其中 queue[j] = [hj, kj] 是队列中第 j 个人的属性(queue[0] 是排在队列前面的人)。

示例 1:

  • 输入:people = [[7,0],[4,4],[7,1],[5,0],[6,1],[5,2]]
  • 输出:[[5,0],[7,0],[5,2],[6,1],[4,4],[7,1]]
  • 解释:
    • 编号为 0 的人身高为 5 ,没有身高更高或者相同的人排在他前面。
    • 编号为 1 的人身高为 7 ,没有身高更高或者相同的人排在他前面。
    • 编号为 2 的人身高为 5 ,有 2 个身高更高或者相同的人排在他前面,即编号为 0 和 1 的人。
    • 编号为 3 的人身高为 6 ,有 1 个身高更高或者相同的人排在他前面,即编号为 1 的人。
    • 编号为 4 的人身高为 4 ,有 4 个身高更高或者相同的人排在他前面,即编号为 0、1、2、3 的人。
    • 编号为 5 的人身高为 7 ,有 1 个身高更高或者相同的人排在他前面,即编号为 1 的人。
    • 因此 [[5,0],[7,0],[5,2],[6,1],[4,4],[7,1]] 是重新构造后的队列。

分析

按照身高排序之后,优先按身高高的people的k来插入,后序插入节点也不会影响前面已经插入的节点,最终按照k的规则完成了队列。

所以在按照身高从大到小排序后:

局部最优:优先按身高高的people的k来插入。插入操作过后的people满足队列属性

全局最优:最后都做完插入操作,整个队列满足题目队列属性

局部最优可推出全局最优,找不出反例,那就试试贪心。

整个插入过程如下:

排序完的people: [[7,0], [7,1], [6,1], [5,0], [5,2],[4,4]]

插入的过程:

  • 插入[7,0]:[[7,0]]
  • 插入[7,1]:[[7,0],[7,1]]
  • 插入[6,1]:[[7,0],[6,1],[7,1]]
  • 插入[5,0]:[[5,0],[7,0],[6,1],[7,1]]
  • 插入[5,2]:[[5,0],[7,0],[5,2],[6,1],[7,1]]
  • 插入[4,4]:[[5,0],[7,0],[5,2],[6,1],[4,4],[7,1]]

解题

直接使用vector的insert

class Solution {
public:
    static bool cmp(const vector<int>& a, const vector<int>& b) &#123;
        if (a[0] == b[0]) return a[1] < b[1];
        return a[0] > b[0];
    &#125;
    vector<vector<int>> reconstructQueue(vector<vector<int>>& people) &#123;
        sort (people.begin(), people.end(), cmp);
        vector<vector<int>> que;
        for (int i = 0; i < people.size(); i++) &#123;
            int position = people[i][1];
            que.insert(que.begin() + position, people[i]);
        &#125;
        return que;
    &#125;
&#125;;

使用list来节省时间

class Solution &#123;
public:
    // 身高从大到小排(身高相同k小的站前面)
    static bool cmp(const vector<int>& a, const vector<inrt>& b) &#123;
        if (a[0] == b[0]) return a[1] < b[1];
        return a[0] < b[0];
    &#125;
    vector<vector<int>> reconstructQueue(vector<vector<int>>& people) &#123;
        sort (people.begin(), people.end(), cmp);
        list<vector<int>> que; // list底层是链表实现,插入效率比vector高的多
        for (int i = 0; i < people.size(); i++) &#123;
            int position = people[i][1]; // 插入到下标为position的位置
            std::list<vector<int>>::iterator it = que.begin();
            while (position--) &#123; // 寻找在插入位置
                it++;
            &#125;
            que.insert(it, people[i]);
        &#125;
        return vector<vector<int>>(que.begin(), que.end());
    &#125;
&#125;;

分发糖果

题目

老师想给孩子们分发糖果,有 N 个孩子站成了一条直线,老师会根据每个孩子的表现,预先给他们评分。

你需要按照以下要求,帮助老师给这些孩子分发糖果:

  • 每个孩子至少分配到 1 个糖果。
  • 相邻的孩子中,评分高的孩子必须获得更多的糖果。

那么这样下来,老师至少需要准备多少颗糖果呢?

示例 1:

  • 输入: [1,0,2]
  • 输出: 5
  • 解释: 你可以分别给这三个孩子分发 2、1、2 颗糖果。

示例 2:

  • 输入: [1,2,2]
  • 输出: 4
  • 解释: 你可以分别给这三个孩子分发 1、2、1 颗糖果。第三个孩子只得到 1 颗糖果,这已满足上述两个条件。

思路

class Solution &#123;
public:
    int candy(vector<int>& ratings) &#123;
        vector<int> candyVec(ratings.size(), 1);
        // 从前向后
        for (int i = 1; i < ratings.size(); i++) &#123;
            if (ratings[i] > ratings[i - 1]) candyVec[i] = candyVec[i - 1] + 1;
        &#125;
        // 从后向前
        for (int i = ratings.size() - 2; i >= 0; i--) &#123;
            if (ratings[i] > ratings[i + 1] ) &#123;
                candyVec[i] = max(candyVec[i], candyVec[i + 1] + 1);
            &#125;
        &#125;
        // 统计结果
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < candyVec.size(); i++) result += candyVec[i];
        return result;
    &#125;
&#125;;

自我实现

class Solution &#123;
public:
    int candy(vector<int>& ratings) &#123;
        if(ratings.size()==0) return 0;
        if(ratings.size()==1) return 1;
        int sum = 0;
        vector<int> tmp(ratings.size(), 1);
        if(ratings[0]>ratings[1])&#123;
            tmp[0]=2;
        &#125;else&#123;
            tmp[0]=1;
        &#125;
        for(int i=1;i<ratings.size();i++)&#123;
            if(ratings[i]>ratings[i-1])&#123;
                tmp[i] = tmp[i-1]+1;
            &#125;else&#123;
                tmp[i]=1;
            &#125;
        &#125;
        for(int i=ratings.size()-2;i>=0;i--)&#123;
            if((ratings[i]>ratings[i+1])&&tmp[i]<=tmp[i+1])&#123;
                tmp[i]=tmp[i+1]+1;
            &#125;
        &#125;
        for(int i=0;i<ratings.size();i++)&#123;
            sum+=tmp[i];
        &#125;
        return sum;
    &#125;
&#125;;

用最少数量的箭引爆气球

题目

在二维空间中有许多球形的气球。对于每个气球,提供的输入是水平方向上,气球直径的开始和结束坐标。由于它是水平的,所以纵坐标并不重要,因此只要知道开始和结束的横坐标就足够了。开始坐标总是小于结束坐标。

一支弓箭可以沿着 x 轴从不同点完全垂直地射出。在坐标 x 处射出一支箭,若有一个气球的直径的开始和结束坐标为 xstart,xend, 且满足 xstart ≤ x ≤ xend,则该气球会被引爆。可以射出的弓箭的数量没有限制。 弓箭一旦被射出之后,可以无限地前进。我们想找到使得所有气球全部被引爆,所需的弓箭的最小数量。

给你一个数组 points ,其中 points [i] = [xstart,xend] ,返回引爆所有气球所必须射出的最小弓箭数。

示例 1:

  • 输入:points = [[10,16],[2,8],[1,6],[7,12]]
  • 输出:2
  • 解释:对于该样例,x = 6 可以射爆 [2,8],[1,6] 两个气球,以及 x = 11 射爆另外两个气球

示例 2:

  • 输入:points = [[1,2],[3,4],[5,6],[7,8]]
  • 输出:4

实现

class Solution &#123;
private:
    static bool cmp(const vector<int>& a, const vector<int>& b) &#123;
        if(a[0]==b[0]) return a[1]<b[1];
        return a[0] < b[0];
    &#125;
public:
    int findMinArrowShots(vector<vector<int>>& points) &#123;
        if (points.size() == 0) return 0;
        sort(points.begin(), points.end(), cmp);

        int result = 1; // points 不为空至少需要一支箭
        for (int i = 1; i < points.size(); i++) &#123;
            if (points[i][0] > points[i - 1][1]) &#123;  // 气球i和气球i-1不挨着,注意这里不是>=
                result++; // 需要一支箭
            &#125;
            else &#123;  // 气球i和气球i-1挨着
                points[i][1] = min(points[i - 1][1], points[i][1]); // 更新重叠气球最小右边界
            &#125;
        &#125;
        return result;
    &#125;
&#125;;

文章作者: Turboost Chen
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