贪心算法应用
创始人
2024-02-07 07:24:33
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1. 算法思想

贪心算法一般分为如下四步:

  • 将问题分解为若干个子问题
  • 找出适合的贪心策略
  • 求解每一个子问题的最优解
  • 将局部最优解堆叠成全局最优解

选择每一阶段的局部最优,从而达到全局最优

2. 最大自序和

题目描述

题目链接

给你一个整数数组 nums ,请你找出一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

子数组 是数组中的一个连续部分。

示例 1:

输入:nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出:6
解释:连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6 。

代码

//贪心
class Solution {public int maxSubArray(int[] nums) {int n = nums.length;//记录和int sum = Integer.MIN_VALUE;int count = 0;for(int i = 0;i < n;i++){count += nums[i];sum = Math.max(sum,count); // 取区间累计的最大值(相当于不断确定最大子序终止位置)//如果元素为负数,直接重置if(count < 0) count = 0; }return sum;}
}//DP
class Solution {public int maxSubArray(int[] nums) {int n = nums.length;//定义dp数组int[] dp = new int[n];dp[0] = nums[0];int ans = dp[0];for(int i = 1;i < n;i++){dp[i] = Math.max(nums[i], dp[i - 1] + nums[i]);ans = Math.max(ans, dp[i]);}return ans;}
}

3. 跳跃游戏

题目描述

题目链接

给定一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的 第一个下标

数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。

判断你是否能够到达最后一个下标。

示例 1:

输入:nums = [2,3,1,1,4]
输出:true
解释:可以先跳 1 步,从下标 0 到达下标 1, 然后再从下标 1 跳 3 步到达最后一个下标。

代码

class Solution {public boolean canJump(int[] nums) {if (nums.length == 1) {return true;}//覆盖范围, 初始覆盖范围应该是0,因为下面的迭代是从下标0开始的int coverRange = 0;//在覆盖范围内更新最大的覆盖范围for (int i = 0; i <= coverRange; i++) {coverRange = Math.max(coverRange, i + nums[i]);if (coverRange >= nums.length - 1) {return true;}}return false;}
}

4. 加油站

题目描述

题目链接

在一条环路上有 n 个加油站,其中第 i 个加油站有汽油 gas[i] 升。

你有一辆油箱容量无限的的汽车,从第 i 个加油站开往第 i+1 个加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你从其中的一个加油站出发,开始时油箱为空。

给定两个整数数组 gascost ,如果你可以绕环路行驶一周,则返回出发时加油站的编号,否则返回 -1 。如果存在解,则 保证 它是 唯一 的。

示例 1:

输入: gas = [1,2,3,4,5], cost = [3,4,5,1,2]
输出: 3
解释:
从 3 号加油站(索引为 3 处)出发,可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 4 号加油站,此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
开往 0 号加油站,此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
开往 1 号加油站,此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
开往 2 号加油站,此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
开往 3 号加油站,你需要消耗 5 升汽油,正好足够你返回到 3 号加油站。
因此,3 可为起始索引。

代码

class Solution {public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {int n = gas.length;//当前剩余油量int curSum = 0;//总的剩余油量int tolSum = 0;//起点int startIndex = 0;for(int i = 0;i < n;i++){curSum += gas[i] - cost[i];tolSum += gas[i] - cost[i];if(curSum < 0){startIndex = (i + 1) % n;curSum = 0;}}//总剩余油量小于0,肯定没有起始点if(tolSum < 0) return -1;return startIndex;}
}

5. 分发糖果

题目描述

力扣链接

n 个孩子站成一排。给你一个整数数组 ratings 表示每个孩子的评分。

你需要按照以下要求,给这些孩子分发糖果:

  • 每个孩子至少分配到 1 个糖果。
  • 相邻两个孩子评分更高的孩子会获得更多的糖果。

请你给每个孩子分发糖果,计算并返回需要准备的 最少糖果数目

示例 1:

输入:ratings = [1,0,2]
输出:5
解释:你可以分别给第一个、第二个、第三个孩子分发 2、1、2 颗糖果。

代码

class Solution {public int candy(int[] ratings) {/**分两个阶段1、起点下标1 从左往右,只要 右边 比 左边 大,右边的糖果=左边 + 12、起点下标 ratings.length - 2 从右往左, 只要左边 比 右边 大,此时 左边的糖果应该 取本身的糖果数(符合比它左边大) 和 右边糖果数 + 1 二者的最大值,这样才符合 它比它左边的大,也比它右边大*/int n = ratings.length;int[] candies = new int[n];candies[0] = 1;//从前往后for(int i = 1;i < n;i++){candies[i] = (ratings[i] > ratings[i - 1]) ? candies[i - 1] + 1 : 1;}//从后往前for(int i = n - 2;i >= 0;i--){if (ratings[i] > ratings[i + 1]) {candies[i] = Math.max(candies[i], candies[i + 1] + 1);}}int sum = 0;//计算for(int num : candies){sum += num;}return sum;}
}

根据身高重建队列

题目描述

题目链接

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。

代码

class Solution {public int[][] reconstructQueue(int[][] people) {// 身高从大到小排(身高相同k小的站前面)Arrays.sort(people, (a, b) -> {if (a[0] == b[0]) return a[1] - b[1];return b[0] - a[0];});LinkedList que = new LinkedList<>();for (int[] p : people) {//表示在链表指定位置插入元素// [[7,0], [7,1], [6,1], [5,0], [5,2],[4,4]]//[7,0]:表示在索引为0处插入[7,0](索引相同,前插)que.add(p[1],p);}return que.toArray(new int[people.length][]);}
}

注意

  • 分发糖果盒根据升高重建队列,这两个题目都是有两个维度,遇到两个维度权衡的时候,一定要先确定一个维度,再确定另一个维度

6. 无重叠区间

题目描述

题目链接

给定一个区间的集合 intervals ,其中 intervals[i] = [starti, endi] 。返回 需要移除区间的最小数量,使剩余区间互不重叠

示例 1:

输入: intervals = [[1,2],[2,3],[3,4],[1,3]]
输出: 1
解释: 移除 [1,3] 后,剩下的区间没有重叠。

示例 2:

输入: intervals = [ [1,2], [1,2], [1,2] ]
输出: 2
解释: 你需要移除两个 [1,2] 来使剩下的区间没有重叠。

示例 3:

输入: intervals = [ [1,2], [2,3] ]
输出: 0
解释: 你不需要移除任何区间,因为它们已经是无重叠的了。

代码

class Solution {public int eraseOverlapIntervals(int[][] intervals) {//按照左边界排序Arrays.sort(intervals, (a, b) -> Integer.compare(a[0],b[0]));int count = 0;int n = intervals.length;for(int i = 1;i < n;i++){//判断两个区间是否有重叠if(intervals[i - 1][1] > intervals[i][0]){count++;//记录最小右边界intervals[i][1] = Math.min(intervals[i][1], intervals[i - 1][1]);}}return count;}
}

相似题目

用最少数量的箭引爆气球

7. 划分字母区间

题目描述

力扣链接

字符串 S 由小写字母组成。我们要把这个字符串划分为尽可能多的片段,同一字母最多出现在一个片段中。返回一个表示每个字符串片段的长度的列表。

示例:

输入:S = "ababcbacadefegdehijhklij"
输出:[9,7,8]
解释:
划分结果为 "ababcbaca", "defegde", "hijhklij"。
每个字母最多出现在一个片段中。
像 "ababcbacadefegde", "hijhklij" 的划分是错误的,因为划分的片段数较少。

提示:

  • S的长度在[1, 500]之间。
  • S只包含小写字母 'a''z'

思路

可以分为如下两步:

  • 统计每一个字符最后出现的位置
  • 从头遍历字符,并更新字符的最远出现下标,如果找到字符最远出现位置下标和当前下标相等了,则找到了分割点

代码

class Solution {
public:vector partitionLabels(string S) {int hash[27] = {0}; // i为字符,hash[i]为字符出现的最后位置for (int i = 0; i < S.size(); i++) { // 统计每一个字符最后出现的位置hash[S[i] - 'a'] = i;}vector result;int left = 0;int right = 0;for (int i = 0; i < S.size(); i++) {right = max(right, hash[S[i] - 'a']); // 找到字符出现的最远边界if (i == right) {result.push_back(right - left + 1);left = i + 1;}}return result;}
};

8. 合并区间

题目描述

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以数组 intervals 表示若干个区间的集合,其中单个区间为 intervals[i] = [starti, endi] 。请你合并所有重叠的区间,并返回 一个不重叠的区间数组,该数组需恰好覆盖输入中的所有区间

示例 1:

输入:intervals = [[1,3],[2,6],[8,10],[15,18]]
输出:[[1,6],[8,10],[15,18]]
解释:区间 [1,3] 和 [2,6] 重叠, 将它们合并为 [1,6].

示例 2:

输入:intervals = [[1,4],[4,5]]
输出:[[1,5]]
解释:区间 [1,4] 和 [4,5] 可被视为重叠区间。

提示:

  • 1 <= intervals.length <= 104
  • intervals[i].length == 2
  • 0 <= starti <= endi <= 104

代码

class Solution {public int[][] merge(int[][] intervals) {int n = intervals.length;if(n == 1) return intervals;//按照左边界排序Arrays.sort(intervals,(a,b)->Integer.compare(a[0],b[0]));//存储返回数组int[][] res = new int[n][2];//定义数据的大小int size = 0;int i = 1;for(;i < n;i++){//比较两个元素的右边界和左边界if(intervals[i-1][1] < intervals[i][0]){res[size][0] = intervals[i-1][0];res[size][1] = intervals[i-1][1];size++;     }else{//更新左边界和右边界intervals[i][0] = intervals[i-1][0];intervals[i][1] = Math.max(intervals[i-1][1], intervals[i][1]);}}//处理最后一个元素  res[size][0] = intervals[i - 1][0];res[size][1] = intervals[i - 1][1];size++; return Arrays.copyOf(res,size);}
}

9. 单调递增的数字

题目描述

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当且仅当每个相邻位数上的数字 xy 满足 x <= y 时,我们称这个整数是单调递增的。

给定一个整数 n ,返回 小于或等于 n 的最大数字,且数字呈 单调递增

示例 1:

输入: n = 10
输出: 9

示例 2:

输入: n = 1234
输出: 1234

示例 3:

输入: n = 332
输出: 299

提示:

  • 0 <= n <= 109

思路

  • 本题只要想清楚个例,例如98,一旦出现strNum[i - 1] > strNum[i]的情况(非单调递增),首先想让strNum[i - 1]减一,strNum[i]赋值9,这样这个整数就是89

代码

class Solution {public int monotoneIncreasingDigits(int n) {/**98 -> 89*/String s = String.valueOf(n);char[] chars = s.toCharArray();int len = chars.length;int start = len;// 98for(int i = len - 2;i >= 0;i--){if (chars[i] > chars[i + 1]) {chars[i]--; // 9 - > 8start = i + 1; // 记录该位置,8 - > 9}}for (int i = start; i < len; i++) {chars[i] = '9';}return Integer.parseInt(String.valueOf(chars));}}

参考

代码随想录

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