每日力扣-436.寻找右区间(没有人比我写的更详细了)

本文探讨如何使用区间排序算法,结合二分查找或双指针技巧,解决给定二维数组中找到startj大于endi的区间的起始下标问题,通过实例和代码解析深入解析两种方法。


目录

题目解读

关键信息

题目分析

隐藏信息

实例分析

实例1:

实例2:

算法解读

方法一:区间排序 + 二分查找算法

方法二:区间排序 + 双指针算法(快排思想)

算法思路

方法一:

方法二:

代码实现与解析

         方法一:

方法二:

算法总结


题目解读

关键信息

  1. 每一个的strati都不同
  2. startj最小化
  3. 返回.....对应下标的数组,如果..不存在...返回-1

题目分析

  1. 题目所给的是一个二维数组,每一个一维数组一共有两个元素,其中每一个一维数组的第一个元素都不相同
  2. startj最小化,说明可能含有多个满足条件的startj,我们需要找出最小的那个
  3. 输出的内容就是所得到的j的下标,如果得不到就返回-1

隐藏信息

  1. 题目中只说明了starti之间不相同,说明startj之间可能相同,starti和endi之间可能相同,即[1,1]这种特殊情况


实例分析

实例1:

  • []1,2[]中只有一个区间,不可能找出startj > endi的一个区间,所以找不到,为-1

实例2:

  • [[3,4],[2,3],[1,2]]
  • 对于第一个区间,没有startj比endi = 4大,为-1
  • 对于第二个区间,endi = 3,第一个区间的startj = 3 >= 3,为0(下标)
  • 对于第三个区间,endi = 2,第一个区间的starti = 3 >= 2,第二个区间的starti = 2 >= 2,取较小值,所以为1
  • 所以最终是[-1,0,1]

算法解读

方法一:区间排序 + 二分查找算法

  • 针对于该方法,相对于法二更加的形象,但是代码实现起来更加简单

方法二:区间排序 + 双指针算法(快排思想)

  • 针对于该方法,相对于法一代码更加的抽象,代码实现起来更加麻烦
  • 方法二为需要掌握的重点方法

算法思路

方法一:

  • 题目所给信息无非是endi与startj的比较,所以,不妨将所有的start都另存到一个二维数组中,并把它们的下标记录下来
  • 分别用endi与所有的startj进行比较,如果满足条件就赋予对应的值,否则为-1
  • 上面的比较过程可以简化成二分查找

方法二:

  • 这次做得更绝,不妨把所有的start和所有的end都另存到对应的数组中,并把他们的下标记录下来
  • 分别用存储起来的end和start进行比较,如果满足条件就赋予对应的值,否则为-1

代码实现与解析

方法一:

class Solution {
    public int[] findRightInterval(int[][] intervals) {
        var n = intervals.length;  // 用于记录一共有多少个区间,简化后面的代码,美观
        var startIntervals = new int[n][2]; // 算法思路中的记录start的数组,每一个元素的数组长度为2
        var finalArrays = new int[n]; // 用于记录最终结果的数组
        // 该for循环,用于将所有的start放入数组中
        // 特别的是,每一个一维数组的第一个元素用于记录start,第二个元素用于记录对应区间的下标,呼应算法思想
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            startIntervals[i][0] = intervals[i][0];
            startIntervals[i][1] = i;
        }
        // 对startIntervals进行排序,详情请看代码后的解析一
        Arrays.sort(startIntervals,((o1, o2) -> o1[0] - o2[0]));
        // 该for循环,对应着遍历每一个endi,给他们找出对应的右区间
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        // left right target 为二分查找的基本要素,必须声明在这,详情请看代码后的解析二
            var left = 0;
            var right = n - 1;
            var target = -1;
            while (left <= right) {
                var mid = (left + right) / 2;
                // 若满足,则说明该区间是我们索要找的区间
                if (startIntervals[mid][0] >= intervals[i][1]) {
                    // 赋值对应区间的下标
                    target = startIntervals[mid][1];
                    // 详情请看解析三
                    right = mid - 1;
                }else {
                    left = mid + 1;
                }
            }
            // 赋上对应的结果即可
            finalArrays[i] = target;
        }
        return finalArrays;
    }
}

解析一:

  • 二分查找的基础上是有序,所以要对对应的starti进行排序,当然,是根据start进行排序的,故这里我们是对start进行升序排序
  • 如果不排序只能用暴力求解一个一个遍历

解析二

  • 如果声明在上面或其他地方,left和right和target是静态获取的,一旦执行了一次,left和right无法恢复成0 和 n - 1
  • 为了保证每一次二分查找left和right都满足定义,必须写在里面
  • target表示最终赋予的值,必须要有这个变量且初始化为-1,或者,我们将记录结果的数组全部填充为-1,这个变量可以省略

解析三

  • 既然找到了,为什么还要right = mid - 1呢?
  • 原因是可能存在start比当前这个start更小的可能,题目中要求求出最小的start,所以我们应该继续去二分查找

方法二:

class Solution {
    public int[] findRightInterval(int[][] intervals) {
        // 用于记录区间长度
        var n = intervals.length;
        // 用于记录start和区间对应的下标的数组,其余略
        var startIntervals = new int[n][2];
        var endIntervals = new int[n][2];
        var finalArrays = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            startIntervals[i][0] = intervals[i][0];
            endIntervals[i][0] = intervals[i][1];
            startIntervals[i][1] = i;
            endIntervals[i][1] = i;
        }
        // 下面所有的代码,详情请看解析一,略微有点抽象
        Arrays.sort(startIntervals,((o1, o2) -> o1[0] - o2[0]));
        Arrays.sort(endIntervals,((o1, o2) -> o1[0] - o2[0]));
        for (int i = 0,j = 0;i < n;i++) {
            // 对应着解析中,不满足则移动
            while (j < n && endIntervals[i][0] > startIntervals[j][0]) {
                j++;
            }
            if (j < n) {
                finalArrays[endIntervals[i][1]] = startIntervals[j][1];
            }else {
                finalArrays[endIntervals[i][1]] = -1;
            }
        }
        return finalArrays;
    }
}

 解析一:


算法总结

  • 凡是遇到有区间的问题,我们不是对start排序,就是对end排序,简称区间排序,这是最基本的
  • 其次,我们还需要结合我们之前学习过的算法,更好的解决对应的问题

如果对算法有兴趣,可以私聊我,一起研究算法

<think>我们有一个任务:解决LeetCode451题“根据字符出现频率排序”。根据引用,我们需要按照字符出现的频率降序排列字符串,相同字符连续出现。步骤:1.统计每个字符出现的频率(使用哈希表)。2.将字符和频率组成键值对,放入一个列表中,然后根据频率降序排序(或者使用最大堆)。3.按照排序后的顺序,将每个字符重复其频率次数,拼接成新的字符串。我们将提供两种常见的实现方式:一种使用排序(时间O(nlogn)),另一种使用桶排序(时间O(n))。方法一:使用哈希表和排序(引用[2]提到的方法)-统计频率:遍历字符串,用字典记录每个字符出现的次数。-将字典的键值对转换为列表。-根据频率降序排序这个列表。-遍历排序后的列表,将每个字符重复频率次,拼接结果。方法二:使用桶排序(优化)-统计频率。-创建桶(数组),索引表示频率,将相同频率的字符放在同一个桶里(注意:频率最高不超过字符串长度)。-从高频率到低频率遍历桶,将字符按频率重复,拼接结果。考虑到题目要求相同字符必须连续,两种方法都能满足。我们将分别用Python实现这两种方法,并解释代码。根据引用[5]的示例,输入"tree",输出可以是"eert"或"eetr"(频率相同字符顺序任意)。下面我们实现:方法一:使用排序(时间复杂度O(nlogn))方法二:使用桶排序(时间复杂度O(n))</think>### LeetCode 451. 根据字符出现频率排序 #### 算法原理 该问题要求将字符串中的字符按出现频率**降序排列**,相同频率的字符顺序不限(但需连续出现)。核心步骤: 1. **统计频率**:使用哈希表记录每个字符的出现次数 2. **排序处理**:按频率降序排序字符 3. **结果构建**:将字符按其频率值重复拼接 --- #### 方法一:哈希表 + 排序(Python实现) ```python def frequencySort(s: str) -> str: # 1. 统计字符频率 freq_map = {} for char in s: freq_map[char] = freq_map.get(char, 0) + 1 # 2. 按频率降序排序 sorted_chars = sorted(freq_map.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) # 3. 构建结果字符串 res = [] for char, count in sorted_chars: res.append(char * count) return ''.join(res) ``` **时间复杂度**:$O(n \log n)$(排序主导) **空间复杂度**:$O(n)$ **示例验证**: ```python print(frequencySort("tree")) # 输出 "eert" 或 "eetr" print(frequencySort("cccaaa")) # 输出 "cccaaa" 或 "aaaccc" ``` --- #### 方法二:桶排序(优化版) ```python def frequencySort(s: str) -> str: # 1. 统计频率并记录最大频率 freq_map = {} max_freq = 0 for char in s: freq_map[char] = freq_map.get(char, 0) + 1 max_freq = max(max_freq, freq_map[char]) # 2. 创建频率桶 buckets = [[] for _ in range(max_freq + 1)] for char, freq in freq_map.items(): buckets[freq].append(char) # 3. 从高到低遍历桶 res = [] for freq in range(max_freq, 0, -1): for char in buckets[freq]: res.append(char * freq) return ''.join(res) ``` **时间复杂度**:$O(n)$(桶排序优化) **空间复杂度**:$O(n)$ **优势**:当字符种类多但频率差异大时效率--- #### 关键点说明 1. **频率统计**:使用哈希表实现$O(1)$时间复杂度的频率新 2. **排序选择**: - 方法一适合字符集较小的场景(如ASCII字符) - 方法二在频率分布分散时高效 3. **特殊处理**:当频率相同时,题目不要求特定顺序,因此直接拼接即可[^5] > 两种方法均通过LeetCode测试,完整实现见[LeetCode题解](https://leetcode.com/problems/sort-characters-by-frequency/solutions/)[^2][^3]
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