<think>好的,用户让我帮忙解决一个关于奶牛跳岩石的问题,这个问题看起来和之前的农夫约翰预算问题类似,可能也是用二分查找。不过我得仔细分析问题,确保理解正确。
首先,题目是说,河道起点和终点各有一个岩石,中间有N个岩石,位置是Di。农夫约翰可以移除最多M块岩石,然后要让剩下的岩石(包括起点和终点)之间的最短跳跃距离尽可能大。也就是说,在移除了M块之后,所有相邻岩石的最小距离要最大化。这确实是一个典型的最大化最小值问题,通常用二分答案来解决。
接下来,我需要确定二分的范围。最小的可能最短距离应该是当前岩石之间的最小距离,但可能用户移除了中间的岩石之后,这个距离会变大。不过更准确的下界可能是1,或者实际情况中的最小间隔。不过通常,正确的下界应该是0,上界则是整个河道的长度L,因为如果移除所有中间岩石,最短距离就是L。不过可能更准确的下界是当前岩石之间的最小间隔,但可能移除之后这个间隔会变大,所以可能正确的二分范围是0到L。
不过通常在这种问题中,正确的处理方式是将二分下界设为当前可能的最小间隔,上界设为L,然后通过二分查找可能的最大最短距离。然后对于每个中间值mid,判断是否可以通过移除不超过M块岩石,使得所有相邻岩石的间隔都至少是mid。
那如何验证某个mid是否可行呢?这需要遍历岩石的位置,计算在保持相邻间隔至少为mid的情况下,最少需要移除多少块岩石。如果移除的数量小于等于M,则可行。
举个例子,比如岩石的位置是排序好的,从起点到终点。我们依次检查每个岩石,如果当前岩石和前一个保留的岩石的距离小于mid,就需要移除当前岩石,否则保留。这样统计需要移除的岩石数量,如果总数<=M,则说明可行。
需要注意的是,岩石的位置需要先排序,因为题目中的Di可能没有按顺序给出。所以首先必须对岩石的位置进行排序,然后才能处理。
那问题步骤大概是:
1. 对岩石的位置进行排序,并添加起点0和终点L,组成一个有序数组。
2. 确定二分的左右边界,left初始为可能的最小距离,比如所有相邻间隔的最小值,或者0,right初始为L。
3. 进行二分查找,每次取mid,然后判断是否可以通过移除不超过M块岩石,使得所有保留的岩石之间的间隔都不小于mid。
4. 在判断函数中,遍历排序后的岩石数组,计算需要移除的岩石数目。具体方法是维护上一个保留的岩石位置,当前岩石如果与上一个保留的位置的距离小于mid,则必须移除当前岩石,否则保留,并更新上一个位置为当前岩石。
5. 最后,如果移除的总数<=M,则说明mid可行,可以尝试更大的值;否则需要减小mid。
需要注意边界情况,比如当N=0时,即中间没有岩石,此时只能移除0块,最短距离就是L。或者当M=N时,可以移除所有中间岩石,此时最短距离是L。这些情况需要处理。
另外,可能还需要考虑如何高效地计算移除的岩石数目。例如,遍历时,每次比较当前岩石与前一个保留的位置的距离,如果不够mid,就计数加一,否则更新前一个位置。这个过程是O(N)的时间复杂度,对于N=5e4来说,应该没问题,因为二分次数大约是30次左右,总时间在1e6次操作,可以接受。
那现在需要验证这个思路是否正确。例如,假设岩石的位置是0,2, 4, 6,L=8,M=1。那么初始的间隔都是2。如果移去1块,比如中间的4,那么间隔变成2和4,最短是2。或者移去2,那么间隔是0到4是4,4到6是2,6到8是2,最短是2。或者移去中间的3块中的一块,可能得到更大的最短距离。比如,假设M=1,我们想看看最大的可能最短距离是否是4。比如,移去4的位置,那么岩石是0,2,6,8。间隔是2,4,2,最短是2。所以无法达到4。那如果目标是最大的可能最短距离,应该如何?
比如另一个例子:岩石位置0,1,3,5,7, L=9。M=2。假设我们想找出最大的mid。如果mid是3,那么需要看是否可以移除2块岩石。例如,0和3之间距离3,需要保留0和3。中间的1必须移除。然后3到5是2,不够,所以需要移除5?或者可能需要更仔细的计算。
这个时候,验证函数的正确性就很重要。比如,对于mid=3,岩石序列是0,1,3,5,7,9。需要保留哪些?
从左到右检查:
prev =0,当前是1。距离1<3,必须移除1。计数+1=1。
下一个是3,距离0到3是3,满足>=3,保留。prev=3.
下一个是5。距离3到5是2<3,移除,计数+1=2.
下一个是7。距离3到7是4>=3,保留,prev=7.
到终点9,距离是2<3?不,7到9是2,这需要移除吗?但终点必须保留,所以此时距离是2,但此时如果mid=3,这显然不行。所以总移除数是2(移除了1和5),那么M=2的情况下,是否可以?此时终点必须保留,所以剩下的岩石是0,3,7,9。相邻的距离是3(0到3),4(3到7),2(7到9)。所以最短距离是2,比mid=3还小,说明验证函数有问题。
这说明验证函数的逻辑可能有错误。这时候需要重新考虑验证函数的逻辑。
问题出在,验证函数在mid=3时,是否能正确判断是否可以使得所有相邻间隔>=3。而按照上述步骤,在移除1和5之后,剩下的岩石是0,3,7,9,这时候7到9的距离是2,小于3,这显然不满足条件。所以这说明原来的验证逻辑不正确,因为最后到终点的时候,如果最后一个保留的岩石到终点的距离小于mid,那么整个方案是无效的。
所以,验证函数需要确保所有保留的岩石之间的间隔(包括起点到第一个保留的岩石,最后一个保留的岩石到终点)都不小于mid。所以在处理过程中,必须确保当处理到终点时,最后一个保留的岩石到终点的距离是否>=mid。否则,这样的方案是不成立的。
因此,验证函数应该这样调整:
在遍历过程中,将终点也视为必须保留的岩石。所以在处理时,必须确保最后一个保留的岩石到终点的距离>=mid,否则即使中间满足条件,整个方案也不成立。
或者,正确的处理方式应该是在处理所有岩石时,包括终点。例如,当遍历到终点时,必须检查当前保留的上一个岩石到终点的距离是否>=mid。否则,必须移除终点吗?但终点是不能被移除的。所以这说明验证函数需要特别处理终点。
这可能意味着,在验证过程中,当处理到终点时,必须强制保留,并检查其与前一个保留的岩石的距离是否>=mid。如果这个距离小于mid,则说明当前mid不可行,即使移除了足够的岩石。
所以,正确的验证步骤应该是这样的:
1. 将岩石数组排序,并包含起点0和终点L。
2. 初始化prev为起点0,count=0(移除的岩石数),必须保留起点。
3. 遍历从第一个中间岩石到终点前的所有岩石:
a. 对于每个岩石的位置current,计算current - prev。如果这个距离<mid,那么必须移除current,count增1。
b. 否则,保留current,prev更新为current。
4. 最后,处理终点L的位置:检查L - prev是否>=mid。如果否,则说明无法满足条件,返回False。
5. 同时,整个过程中移除的岩石数目count必须<=M。
例如,在之前的例子中,当mid=3,处理到终点前的岩石是7:
假设prev是7,然后到终点L=9的距离是2<3。这时候,必须检查这个距离是否>=mid。如果不满足,则整个方案不可行,即使count<=M,也要返回False。
所以验证函数的逻辑需要增加对终点距离的判断。
因此,在验证函数中,当遍历完所有中间岩石之后,必须确保最后一个保留的岩石到终点的距离>=mid,否则即使移除了足够多的岩石,也无法满足条件。
所以,修改后的验证函数应该是:
def is_possible(mid, rocks, M, L):
prev = 0
remove = 0
for current in rocks: # rocks已经排序,并且不包含0和L?
(或者rocks数组是否包含0和L?根据题目描述,起点和终点的岩石不能被移除,所以排序后的数组应该包含0和L吗?)
这个问题需要明确。题目中给出的输入是N个岩石,每个Di是介于0和L之间的,并且起点和终点已经有岩石。所以在处理的时候,输入的数组Di是不包含0和L的,因为题目中说起点和终点各有一个岩石。例如,假设输入的Di是N个中间岩石的位置,那么总共有N+2个岩石(包括0和L)。
因此,在代码中,应该将输入的Di排序后,加上0和L?或者原题中输入的Di是否包含0和L?
根据题目描述,“在起点和终点之间,有N个岩石”,所以输入的Di是介于0和L之间的,所以起点和终点的岩石是必须存在的,不会被移除。所以,在问题中,岩石的总数是N+2(0,Di_1, Di_2, ..., Di_N, L),其中Di_i已经被排序了吗?或者需要自己排序?
所以在处理时,应该将输入的Di数组排序,并在处理时包含0和L吗?
例如,输入示例可能给出N=5,Di是各个中间的位置。所以正确的处理方式是:
排序后的数组是 [0] + sorted(Di) + [L]吗?
或者可能输入的Di已经排除了0和L?比如,题目中的描述是起点和终点已经有了岩石,所以输入的Di是中间的N个岩石的位置,所以总共有N+2个岩石。所以在处理时,应该将Di排序,并添加0和L吗?
是的。所以正确的做法是:
将输入的Di数组排序,然后创建一个包含0和L的数组?或者输入的Di数组是否已经包含0和L?
根据题目描述,“起点和终点之间”有N个岩石,所以起点和终点的岩石是另外存在的,不包括在输入的Di中。所以总共有N+2个岩石。所以在处理的时候,应该将所有的岩石位置排序,包括0和L吗?
例如,假设输入的Di是 [2,5,3],那么排序后的中间岩石是 [2,3,5],然后加上0和L=8,得到 [0,2,3,5,8]。这时候岩石的位置数组是这些。
因此,正确的步骤是将输入的Di数组排序,然后在处理时,将0和L也加入到数组中,形成完整的岩石序列。或者,题目中的原始岩石序列是0,Di_1,...,Di_N, L。所以在处理时,必须将这些全部排序吗?是的,因为Di可能没有按顺序给出,比如输入可能是乱序的,所以必须首先将所有中间岩石的位置排序,然后加上0和L,并整体排序?
例如,假设输入的Di是 [5,2,3], L=8。那么排序后的中间岩石是 [2,3,5],所以整个岩石数组是 [0,2,3,5,8]。
所以在处理时,正确的步骤是:
1. 将输入的Di排序,得到sorted_rocks = sorted(Di)
2. 创建完整的岩石数组: rocks = [0] + sorted_rocks + [L]
或者,可能输入中并没有包含0和L,所以在处理时,必须将0和L加入进去,并将整个数组排序?
是的,因为起点和终点的岩石是存在的,无法移除,所以必须包含在岩石数组中。例如,如果输入中给出的N=0,即中间没有岩石,那么总共有两个岩石,0和L。此时,无法移除任何岩石,所以最短跳跃距离就是L。
所以,正确的处理步骤应该是:
创建一个包含0、所有输入的Di(排序后的)以及L的数组。然后整个数组排序。例如,假设输入Di是[5,2,3], L=8,那么排序后的数组应该是 [0,2,3,5,8]。
这样,整个问题转化为在这个数组中选择保留的岩石(必须保留0和L,可以移除最多M个中间岩石),使得相邻岩石的最小间隔最大。
所以,在验证函数中,需要处理所有岩石,包括0和L。同时,0和L不能被移除。
所以,验证函数的逻辑应该是:
prev = 0(起点必须保留)
count =0
然后遍历剩下的岩石(从第二个元素到倒数第二个元素,因为最后一个元素是L,必须保留):
对于每个current_rock(除了0和L),判断current_rock - prev是否 >=mid。如果否,则必须移除current_rock,count增1。否则,保留,prev更新为current_rock。
处理完所有中间岩石后,还要检查最后保留的prev到L的距离是否 >=mid。如果否,则返回False。
例如,之前的例子中,mid=3,岩石数组是0,2,3,5,7,9:
在遍历中间岩石时:
prev=0,current=2:2-0=2<3 → 移除,count=1.
下一个current=3:3-0=3>=3 → 保留,prev=3.
current=5:5-3=2<3 → 移除,count=2.
current=7:7-3=4>=3 → 保留,prev=7.
然后处理终点9:9-7=2<3 → 不满足,所以整个方案无效,即使count=2<=M=2,但最后一步到终点的距离不足,所以返回False。
这说明在验证函数中,必须确保最后一个保留的岩石到终点的距离>=mid。因此,验证函数的逻辑需要包括这一步。
所以,修改后的验证函数步骤:
1. 将岩石数组排序,包含0和L。
2. 初始化prev=0,count=0.
3. 遍历中间的岩石(除0和L之外的所有元素):
a. 对于每个current_rock,如果current_rock - prev < mid → 移除,count增1.
b. 否则 → 保留,prev=current_rock.
4. 最后检查L - prev >=mid → 如果不满足,返回False.
5. 并且count <=M → 如果都满足,返回True,否则False.
例如,在之前的例子中,mid=3,此时中间岩石是2,3,5,7(假设原数组是0,2,3,5,7,9,L=9):
遍历:
current=2: 2-0=2<3 → 移除,count=1.
current=3: 3-0=3>=3 → 保留,prev=3.
current=5:5-3=2<3 → 移除,count=2.
current=7:7-3=4>=3 → 保留,prev=7.
然后检查9-7=2<3 → 不满足,返回False.
所以此时即使count=2<=M=2,也无法满足条件,因为最后一步不够。
这表明,在验证函数中,必须同时满足两个条件:移除的岩石数<=M,并且最后一步到终点的距离>=mid.
因此,正确的验证逻辑应该是这样的。
那现在如何调整二分查找的条件?
比如,当mid的验证函数返回是否可能,那么当验证函数返回True时,说明存在一种移除方式,使得所有相邻间隔(包括最后到终点)>=mid,并且移除了<=M块岩石。
所以在二分中,每次判断是否可行,如果可行,则尝试更大的mid,否则尝试更小的。
现在,关于初始的二分边界:
左边界left应该是什么?应该是可能的最小最短距离。比如,当不移除任何岩石时,所有相邻间隔的最小值。或者当移除M块后,可能得到的最小间隔的最大值。但通常,左边界可以初始化为0,右边界初始化为L(因为当移除所有中间岩石时,最短距离是L)。
例如,当M=N时,可以移除所有中间岩石,此时最短距离是L,此时是最大的可能值。
所以,正确的二分边界是left=0,right=L.
然后,进行二分,找到最大的mid,使得验证函数返回True。
现在,举个例子:
比如,N=5,岩石的位置是[1,2,4,7,8], L=10。M=2.
排序后的岩石数组是[0,1,2,4,7,8,10].
现在,想找出最大的mid。假设M=2,最多移除2块岩石。
可能的移除策略:比如,移去1和2,保留0,4,7,8,10 → 间隔4-0=4,7-4=3,8-7=1(这不好,最短是1)。或者移去2和7,保留0,1,4,8,10 → 间隔1,3,4,2 → 最短是1。这可能不是最优的。
或者,移去1和8,得到0,2,4,7,10 → 间隔2,2,3,3 → 最短是2.
或者,移去4和7,得到0,1,2,8,10 → 间隔1,1,6,2 → 最短1.
或者,移去2和7,得到0,1,4,8,10 → 间隔1,3,4,2 → 最短1.
或者,移去4和8,得到0,1,2,7,10 → 间隔1,1,5,3 → 最短1.
看来我的例子可能不够好。或者另一个例子:
假设岩石的位置是0, 2, 4, 6,L=8,M=1. 初始间隔是2,2,2.
当M=1时,可以移除中间的4,得到0,2,6,8 → 间隔2,4,2 → 最短是2.
或者移除2,得到0,4,6,8 → 间隔4,2,2 → 最短是2.
或者,移除6,得到0,2,4,8 → 间隔2,2,4 → 最短2.
此时,最大的可能最短跳跃距离是2。但如果允许更大的mid?
比如,mid=3。验证是否可行:
岩石数组是0,2,4,6,8.
prev=0,current=2 → 2-0=2<3 → 移除,count=1.
current=4 → 4-0=4>=3 → 保留,prev=4.
current=6 → 6-4=2<3 → 移除,count=2>M=1 → 不可行.
所以无法得到mid=3.
另一个尝试,mid=2:
验证时,可能移除一个岩石即可,比如移除4,这样得到间隔2,4,2,最短是2。此时验证函数返回True。
所以最大可能的最短跳跃距离是2.
那在这种情况下,二分的过程会找到2作为答案。
综上,整个算法的步骤是正确的。
现在,用户的问题是如何解决这个问题,所以需要将上述思路整理成步骤,并给出代码框架或者具体步骤。
可能的步骤:
1. 对输入的中间岩石Di进行排序,并构建包含起点0和终点L的完整岩石数组。
2. 初始化二分查找的左右边界:left=0,right=L.
3. 进行二分查找:
a. 计算mid = (left + right + 1) // 2(这里可能需要用左闭右开或闭区间处理,避免死循环)。
b. 验证mid是否可行:即通过移除最多M块岩石,使得所有相邻间隔>=mid,并且终点到最后一个保留的岩石的距离>=mid.
c. 如果可行,则尝试更大的mid(调整左边界),否则调整右边界。
4. 最终,left即为所求的最大可能的最短跳跃距离.
在验证函数中,需要注意处理终点的情况,确保最后一步到终点的距离足够。
在代码实现中,需要注意岩石数组的处理。例如,输入的Di可能为空(N=0),此时岩石数组是[0, L].
此外,当N=0时,如果M>=0,此时只能保留起点和终点,最短距离是L.
现在,如何编写验证函数:
def is_possible(mid, rocks, M, L):
prev = 0
count = 0
for current in rocks:
if current - prev < mid:
count +=1
else:
prev = current
# 检查终点到最后一个保留的岩石的距离
if L - prev < mid:
return False
return count <= M
但这里的rocks数组是否已经包含终点L?例如,假设输入的岩石数组已经包含L?
比如,假设输入的Di已经排序,并加上0和L?
或者,输入的Di数组是中间的N个岩石的位置,已经排序,然后rocks数组是 sorted_di,那么在验证函数中,遍历的是中间的岩石,不包括L?
这需要明确。
根据之前的分析,完整的岩石数组应包含0,排序后的Di,和L。例如,在处理时,应该将0加入,然后将Di排序,最后加入L?
或者,例如,假设输入的Di是中间岩石的位置,那么完整的岩石数组是 [0] + sorted(Di) + [L] ?
是的。所以,在代码中,首先将Di排序,然后构建完整的数组,包括0和L。
例如,在Python中:
sorted_rocks = sorted(di_list)
full_rocks = [0] + sorted_rocks + [L]
然后,在验证函数中,遍历的是full_rocks中的元素,除了0和L吗?或者包括所有?
不,full_rocks已经包含了0和L,所以在遍历时,必须处理所有岩石,包括中间的和L吗?
例如,当验证函数遍历时,会遍历到每个元素,包括L吗?或者,L是必须保留的,所以在验证函数中,遍历的是中间岩石的位置,而最后一个元素是L,必须在最后处理?
比如,在验证函数中,遍历的岩石列表是中间的岩石,不包括0和L。例如,原岩石数组是 [0] + sorted_di + [L],那么在验证函数中,遍历的应该是 sorted_di中的元素,加上L?
或者,处理所有岩石,包括0和L?
这可能需要重新思考。
比如,在验证函数中,prev初始化为0(起点必须保留),然后遍历除0和L以外的所有中间岩石?
或者,遍历所有岩石,包括0和L?
显然,0和L是不能被移除的,所以必须被保留。所以在验证函数中,岩石列表应包含所有岩石的位置,包括0和L,但在遍历时,必须处理中间岩石,而0和L是必须保留的。
例如,岩石数组是 [0, a, b, c, L]. 验证函数中,prev初始化为0。然后,遍历a, b, c这三个中间岩石:
对于每个中间岩石,判断是否保留或移除。最后,检查L - prev是否 >=mid.
所以在代码中,正确的处理方式是将岩石数组中的中间岩石(即除0和L以外的所有Di)进行遍历。
所以,在代码中,岩石数组应该包含0,排序后的Di,和L。然后,遍历中间的所有岩石(即排除0和L?或者包括0?因为0是起点,必须保留,所以在遍历的时候,应该从第一个中间岩石开始)。
例如,在岩石数组 [0, a, b, c, L]中,0和L必须保留。中间的岩石是a, b, c.
所以,在验证函数中,遍历的岩石是 a, b, c:
prev =0
count=0
current_rock = a → distance a-0是否 >=mid?如果是,保留prev=a。否则,移除,count+1.
然后处理b,prev可能是0或a.
...
处理完c后,最后检查L - prev是否 >=mid.
所以,正确的岩石数组在验证函数中的处理应该是:
岩石列表是sorted_di,已排序,并且0和L没有被包括?或者,岩石列表是包括0和L的?
例如,假设full_rocks = [0] + sorted_di + [L]. 所以,full_rocks[0] =0,full_rocks[1..n] = sorted_di的元素,full_rocks[-1]=L.
在验证函数中,我们需要遍历的是full_rocks中的中间元素,即从索引1到-2的位置,因为最后一个元素是L,必须保留,并在最后处理。
所以,在代码中,可能这样处理:
rocks = sorted(di_list)
full_rocks = [0] + rocks + [L]
然后,在验证函数中,遍历 rocks中的元素,即 full_rocks[1:-1],因为最后一个元素是L,必须保留。
或者,遍历full_rocks[1:-1],即中间的岩石(可以移除的),然后最后处理L.
所以,在代码中:
def is_possible(mid, full_rocks, M):
prev = 0 # 起点必须保留
count = 0
for current in full_rocks[1:-1]: # 遍历中间岩石,不包括0和L
if current - prev < mid:
# 需要移除current
count +=1
else:
# 保留current,更新prev
prev = current
# 最后检查到L的距离
if (full_rocks[-1] - prev) < mid:
return False
return count <= M
这样,例如,在例子中:
full_rocks = [0, 2,3,5,7,9]
mid=3:
prev=0.
current=2: 2-0=2<3 → count=1.
current=3: 3-0=3>=3 → prev=3.
current=5:5-3=2<3 → count=2.
current=7:7-3=4>=3 → prev=7.
最后检查9-7=2<3 → 返回False.
此时count=2<=M=2,但最后一步不满足,返回False.
这样验证函数是正确的。
所以,在代码中,岩石数组的处理应该包含0和L,而在验证函数中遍历中间的岩石(即可以移除的部分)。
现在,处理N=0的情况:
如果输入的N=0,则中间没有岩石,full_rocks = [0, L]. 此时,中间没有可以移除的岩石。所以,验证函数中遍历的中间岩石是full_rocks[1:-1],即空列表。count=0.
然后检查L-0 >=mid → 是的。所以只要mid <=L,就返回count=0<=M.
所以当M>=0时,答案就是L,因为最大可能的mid是L.
这与实际情况相符。
所以,这样的处理是正确的。
现在,确定二分的初始范围:
left=0,right=L.
在二分过程中,需要找到最大的mid,使得is_possible(mid)为真.
二分的模板通常是:
left = 0
right = L
ans =0
while left <= right:
mid = (left + right) //2
if is_possible(mid):
ans = mid
left = mid +1
else:
right = mid -1
return ans
或者,另一种写法,当left < right:
...
这需要根据语言选择合适的写法,但基本思路是相同的。
综上,这个问题的解决方案正确,并且验证函数的处理是正确的。
现在,用户可能需要具体的步骤说明,如之前的预算问题那样,分步骤解释。
总结解决思路:
这是一个最大化最小值问题,可以通过二分答案和贪心验证来解决。确定一个可能的最短跳跃距离mid,判断是否可以通过移除至多M块岩石使得所有相邻间隔至少为mid。二分查找最大的可行mid。
具体步骤:
1. 排序中间岩石的位置,并构建包含起点和终点的完整数组。
2. 确定二分的初始范围left=0,right=L.
3. 二分查找:
a. 计算mid.
b. 验证是否可行:
i. 遍历中间岩石,统计需要移除的数量,使得相邻间隔>=mid.
ii. 检查最后保留的岩石到终点的距离是否>=mid.
iii. 如果总移除数<=M,且终点距离足够,则可行.
4. 根据验证结果调整二分边界,直到找到最大的mid.
时间复杂度是O(N log L),适用于N=5e4的情况。
例如,输入示例:
假设N=5,岩石的位置是 [2,11,14,17,21], L=25,M=2.
排序后的中间岩石是 [2,11,14,17,21].
完整数组是 [0,2,11,14,17,21,25].
假设M=2.
求最大的mid.
验证mid=4:
遍历中间岩石:
current=2: 2-0=2<4 → 移除,count=1.
current=11:11-0=11>=4 → 保留,prev=11.
current=14:14-11=3<4 → 移除,count=2.
current=17:17-11=6>=4 → 保留,prev=17.
current=21:21-17=4>=4 → 保留,prev=21.
检查终点25-21=4>=4 → 是的.
总移除数=2<=M=2 → 可行。所以mid=4是可能的。但可能存在更大的mid?
比如mid=5:
current=2 → 移除(2-0=2<5),count=1.
current=11 → 11-0=11>=5 → 保留,prev=11.
current=14 →14-11=3<5 → 移除,count=2.
current=17 →17-11=6>=5 → 保留,prev=17.
current=21 →21-17=4<5 → 移除,count=3>M=2 → 不可行.
所以mid=5不可行。因此最大可能的mid是4.
综上,算法是正确的。</think>---
### **问题分析**
奶牛跳岩石问题要求通过移除最多M块岩石,使得从起点到终点的最短跳跃距离最大化。这属于典型的“最大化最小值”问题,适合使用**二分查找**结合**贪心验证**的方法解决。
---
### **解决思路**
1. **确定二分范围**:
- **下界(left)**:0,理论上可能存在所有岩石被移除的情况。
- **上界(right)**:河道总长度L。当移除所有中间岩石时,最短跳跃距离为L。
2. **二分查找目标值**:
- 每次取中间值`mid`,判断是否可以通过移除至多M块岩石,使得所有相邻岩石的间隔≥`mid`。
- 若可行,则尝试更大的`mid`;若不可行,则减小`mid`。
3. **贪心验证可行性**:
- 遍历所有中间岩石(起点和终点必须保留),若当前岩石与前一个保留的岩石距离不足`mid`,则移除当前岩石。
- 最后检查终点与最后一个保留的岩石的距离是否≥`mid`。
---
### **具体步骤**
1. **处理输入数据**:
- 将中间岩石的位置排序,构建包含起点(0)和终点(L)的完整数组。
```python
sorted_rocks = sorted(di_list) # 输入的中间岩石位置排序
full_rocks = [0] + sorted_rocks + [L] # 完整岩石数组
```
2. **二分查找框架**:
```python
left, right = 0, L
answer = 0
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if is_possible(mid, full_rocks, M):
answer = mid
left = mid + 1
else:
right = mid - 1
```
3. **验证函数`is_possible`**:
```python
def is_possible(mid, full_rocks, M):
prev = 0 # 起点必须保留
count = 0 # 移除的岩石数
# 遍历所有中间岩石(不包括起点和终点)
for current in full_rocks[1:-1]:
if current - prev < mid:
count += 1 # 移除当前岩石
else:
prev = current # 保留当前岩石
# 检查终点到最后一个保留的岩石的距离
if full_rocks[-1] - prev < mid:
return False
return count <= M
```
---
### **时间复杂度**
- **二分查找**:最多进行$O(\log L)$次循环。
- **每次验证**:遍历所有中间岩石,复杂度$O(N)$。
- **总复杂度**:$O(N \log L)$,适用于$N \leq 50,000$的数据规模。
---
### **示例**
假设河道长度$L=25$,中间岩石位置为$[2, 11, 14, 17, 21]$,$M=2$:
1. **排序后的完整数组**:$[0, 2, 11, 14, 17, 21, 25]$。
2. **二分过程**:
- `mid=4`时,移除2和14,得到最短跳跃距离为4(可行)。
- `mid=5`时,需要移除3块岩石(超过M=2),不可行。
3. **最终结果**:最大可能的最短跳跃距离为4。
---
### **总结**
通过二分查找可能的“最短跳跃距离”,并用贪心法验证移除岩石后的可行性,可以高效找到最优解。该方法保证了正确性且时间复杂度较低,适用于大规模数据。