LeetCode:732. 我的日程安排表 III

本文介绍了一种高效解决日程安排冲突问题的算法,通过使用map数据结构存储和排序日程开始与结束时间,实现了对多次预订情况的快速检测与计数。该算法能够实时更新并返回最大预订次数。

题目描述:

实现一个 MyCalendar 类来存放你的日程安排,你可以一直添加新的日程安排。

MyCalendar 有一个 book(int start, int end)方法。它意味着在start到end时间内增加一个日程安排,注意,这里的时间是半开区间,即 [start, end), 实数 x 的范围为,  start <= x < end。

当 K 个日程安排有一些时间上的交叉时(例如K个日程安排都在同一时间内),就会产生 K 次预订。

每次调用 MyCalendar.book方法时,返回一个整数 K ,表示最大的 K 次预订。

请按照以下步骤调用MyCalendar 类: MyCalendar cal = new MyCalendar(); MyCalendar.book(start, end)

样例输入输出:

示例 1:

MyCalendarThree();
MyCalendarThree.book(10, 20); // returns 1
MyCalendarThree.book(50, 60); // returns 1
MyCalendarThree.book(10, 40); // returns 2
MyCalendarThree.book(5, 15); // returns 3
MyCalendarThree.book(5, 10); // returns 3
MyCalendarThree.book(25, 55); // returns 3
解释:
前两个日程安排可以预订并且不相交,所以最大的K次预订是1。
第三个日程安排[10,40]与第一个日程安排相交,最高的K次预订为2。
其余的日程安排的最高K次预订仅为3。
请注意,最后一次日程安排可能会导致局部最高K次预订为2,但答案仍然是3,原因是从开始到最后,时间[10,20],[10,40]和[5,15]仍然会导致3次预订。

说明:

    每个测试用例,调用 MyCalendar.book 函数最多不超过 400次。
    调用函数 MyCalendar.book(start, end)时, start 和 end 的取值范围为 [0, 10^9]。

思路:

可以把这些预定的时间段看作是平铺在一个坐标上的线段,如果遇到一个开始,这个坐标上就会多一个预定的行程,遇到一个结束,坐标上就会少一个行程,那么我们可以将这些时间点存放起来,开始标记为1,结束标记为-1,按顺序排放后遍历求和,期间遇到的最大值就是最大预定次数。

代码如下:

class MyCalendarThree
{
public:
    map<int,int>records;
    map<int,int>::iterator it;
    int maxa=0;
    MyCalendarThree()
    {

    }
    int book(int start,int end)
    {
        int ans=0;
        it=records.find(start);
        if (it==records.end())
            records.insert(make_pair(start,1));
        else
            records[start]++;
        it=records.find(end);
        if(it==records.end())
            records.insert(make_pair(end,-1));
        else
            records[end]--;
        for(auto p:records)
        {
            maxa=max(maxa,ans+=p.second);
        }
        return maxa;
    }
};

值得注意的是,这道题我一开始用vector存储,然后利用快排对其排序然后发现会超时,用STLmap来实现存储与排序就不会超时了,因为快排时间复杂度nlog(n),而map是自带排序功能的,一般是基于红黑数完成的,插入数据与查找数据的复杂度均为log(n)。还有在map中利用迭代器对value进行修改效率要比直接利用key值修改低的多,上面代码原本用迭代器修改用语句it->second++花了280毫秒,而直接利用key值records[start]++则只用了180毫秒。

### 日程安排 III 的算法题解与实现方案 #### 背景介绍 日程安排 IIILeetCode 上的一道经典问题,目标是在多次调用 `book` 方法时动态维护一个时间区间内的最大重叠次数。此问题可以通过 **差分数组** 和 **线段树** 来解决。 --- #### 解决方法一:差分数组 ##### 原理说明 差分数组是一种高效处理区间加减操作的数据结构。通过记录区间的起点和终点的变化量,在最后遍历时累加这些变化量即可得到任意时刻的重叠次数[^3]。 ##### 实现代码 (C++) 以下是基于 C++ 的差分数组实现: ```cpp class MyCalendarThree { public: map<int, int> diff; MyCalendarThree() {} int book(int start, int end) { diff[start]++; diff[end]--; int maxK = 0; int currentOverlap = 0; for (auto &[key, value] : diff) { currentOverlap += value; maxK = std::max(maxK, currentOverlap); } return maxK; } }; ``` 上述代码中,每次调用 `book(start, end)` 会更新差分数组中的两个位置,并在最后计算当前的最大重叠次数。 --- #### 解决方法二:线段树 ##### 原理说明 线段树适用于频繁查询和修改区间的情况。对于本问题,我们可以构建一棵覆盖整个时间范围的线段树,节点存储该区间内的最大重叠次数。在线段树上执行区间增加操作并实时更新最大值[^5]。 ##### 实现代码 (Python) 以下是基于 Python 的线段树实现: ```python from collections import defaultdict class Node: def __init__(self): self.max_overlap = 0 self.lazy_add = 0 class SegmentTree: def __init__(self): self.tree = defaultdict(Node) def update(self, node_id, left, right, start, end, val): if end < left or start > right: return if start <= left and right <= end: self.tree[node_id].max_overlap += val self.tree[node_id].lazy_add += val return mid = (left + right) // 2 self.update(node_id * 2, left, mid, start, end, val) self.update(node_id * 2 + 1, mid + 1, right, start, end, val) self.tree[node_id].max_overlap = max( self.tree[node_id * 2].max_overlap, self.tree[node_id * 2 + 1].max_overlap ) + self.tree[node_id].lazy_add class MyCalendarThree: def __init__(self): self.st = SegmentTree() def book(self, start: int, end: int) -> int: self.st.update(1, 0, 10**9, start, end - 1, 1) return self.st.tree[1].max_overlap ``` 在此实现中,我们假设时间范围为 `[0, 1e9]` 并初始化了一棵线段树。每次调用 `book` 更新对应的时间区间,并返回全局最大值。 --- #### 时间复杂度分析 - **差分数组**: 单次 `book` 操作的时间复杂度为 \(O(n)\),其中 \(n\) 示已有的不同时间节点数量。 - **线段树**: 单次 `book` 操作的时间复杂度为 \(O(\log R)\),其中 \(R\) 示时间范围大小。 因此,当数据规模较大时,线段树通常现更优[^4]。 --- #### 结果验证 以下是一组测试样例及其预期结果: | 输入 | 输出 | |------|------| | `myCalendarThree.book(10, 20)` | 1 | | `myCalendarThree.book(50, 60)` | 1 | | `myCalendarThree.book(10, 40)` | 2 | | `myCalendarThree.book(5, 15)` | 3 | 以上结果均符合预期[^2]。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值