Remove K Digits(单调栈+贪心)

本文介绍了一个算法问题,如何从一个非负整数中移除k位数,使得剩下的数字尽可能小。通过使用单调栈的概念,文章详细解释了如何确保最高位数最小,从而得到一个单调递增的数列。最终的目标是在删除指定数量的数字后,得到最小的可能数值。

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Given a non-negative integer num represented as a string, remove kdigits from the number so that the new number is the smallest possible.

Note:

  • The length of num is less than 10002 and will be ≥ k.
  • The given num does not contain any leading zero.

 

Example 1:

Input: num = "1432219", k = 3
Output: "1219"
Explanation: Remove the three digits 4, 3, and 2 to form the new number 1219 which is the smallest.
/* 从string 去掉k位使剩余的数最小
 * 单调栈: 保证最高位最小, 最低位最大 这明显是要得到一个单调递增序列
 *
 * 返回的结果  (单调栈部分)(剩余部分)  前面高位最小保证了最后返回的结果最小
 * 然后出栈的次数等于k时代表已经删除了k位(此后把剩余的依次push进来即可)
 *
 * 注意最后还要进行头部去0操作
 * */
class Solution {
public:
    string removeKdigits(string num, int k) {
        if(num.size() == k) return "0";
        string monoret; // 单调栈 在出栈k次后不再保证单调性
        int cnt=k; // 记录出栈次数
        for(char &val:num){
            while(!monoret.empty() && cnt>0 && val<monoret.back()){
                cnt--;
                monoret.pop_back();
            }
            monoret.push_back(val);
        }
        // monoret  eg:  (001234)548379
        int pos=0;
        while(monoret[pos]=='0')    pos++;
        // 注意最后可能 1.首部全为零 monoret为空 2.num是1234这种 即中间没有进行出栈操作 全部记录到了ret中, 这时要取len-k这么长的长度
        monoret = monoret.substr(pos, num.size()-k-pos);
        return monoret.empty()? "0" : monoret;
    }
};

 

对于删除数字问题,第一次删除一个数字所得到的最大整数是当前的最优解,然后剩下的整数继续删除一个数字,得到的最大整数仍然是当前的最优解,以此类推,每次删除数字都选择得到当前最优解的策略。因此,最终删除k个数字后余下的最大整数即为整体的最优解。根据贪心算法的基本步骤,求解思路如下: 设大整数数组为a[0,1,..,n−1],每个数组元素表示大整数的一位,大整数的最高位为a[0],最低位为a[n−1],用赋值为−1来表示删除操作,例如a[1]=−1,则表示删除数组索引1处的数字; 求解n个纯数字组成的数字串删除k个数字后余下最大整数的问题,可以划分为k个子问题:删除1位数字后余下最大整数问题。 依次对每个子问题求解:从左往右查询(i=0→n−2),对于数组a中出现的第一个数据对a[i]<a[i+1],删除a[i]后余下的整数一定比删除a[i+1]后余下的整数要大(其余数字位置不变,相连两个数字中,删除小的数字a[i]后余下的整数a[0,1,..i−1,i+1,i+2,..n−1]一定比删除大的数字a[i+1]余下的整数a[0,1,..,i−1,i,i+2,..n−1]要大,因为新的整数在第i个位置上的数字前者大于后者)。为了实现方便,而不需要数组移位来形成新的整数,按先前的设定,将a[i]赋值为−1,往后的子问题在求解时注意跳过值为−1的数字。 k个子问题依次求解出最优解之后,得到的整数即为n个数字串删除k个数字后余下的最大整数。 上面第3步在求解k个子问题时用的是暴力尝试的方法,复杂度为O(k∗n),为了提高算法执行效率,可以维护每个子问题求解后i的位置,而不是每次都从头开始,这样子的算法复杂度为O(n+k),具体维护方法是:当a[i]=−1时,让i往左移(i=i−1),直到i=0或a[i]!=−1为止。
03-18
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