差分数组工具类:
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思路:定义一个长度为nums数组长度的差分数组diff[];该数组的第一个元素即diff[0]等于nums[0];从第二个元素起,存放的每一个空间为num[i]-nums[i-1]的差值;
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当求数组nums[]从第i个元素到第j个元素均增加val值时(val可正可负);即等价于diff[i]+=val;且当j+1不超过差分数组长度时,diff[j+1]-=val;
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最后,利用差分数组的原理,重新返回目标结果数组。
class Difference{
private int[] diff;
public Difference(int[] nums){
assert nums.length>0;
diff = new int[nums.length];
diff[0] = nums[0];
for(int i =1 ;i<nums.length;i++){
diff[i]= nums[i]-nums[i-1];
}
}
public void increasement(int i,int j, int val){
diff[i]+=val;
if(j+1<diff.length){
diff[j+1]-=val;
}
}
public int[] res(){
int[] res = new int[diff.length];
res[0]=diff[0];
for(int i =1 ;i<diff.length;i++){
res[i] = res[i-1]+diff[i];
}
return res;
}
差分数组的应用:
Leetcode1109:航班预定统计
这里有 n 个航班,它们分别从 1 到 n 进行编号。
有一份航班预订表 bookings ,表中第 i 条预订记录 bookings[i] = [firsti, lasti, seatsi] 意味着在从 firsti 到 lasti (包含 firsti 和 lasti )的 每个航班 上预订了 seatsi 个座位。
请你返回一个长度为 n 的数组 answer,里面的元素是每个航班预定的座位总数。
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题目翻译:数组 answer里面的元素是每个航班预定的座位总数。初始状态,数组answer中的每个元素均为0;每条预定记录则为answer数组下标从fisti-1到lasti-1均增加了seatsi,求最后增加了预定记录的数组answer。
class Solution {
public int[] corpFlightBookings(int[][] bookings, int n) {
int[] nums = new int[n];
Difference df = new Difference(nums);
for(int[] booking:bookings){
int i =booking[0]-1;
int j = booking[1]-1;
int val = booking[2];
df.increasement(i,j,val);
}
return df.res();
}
}
class Difference{
private int[] diff;
public Difference(int[] nums){
assert nums.length>0;
diff = new int[nums.length];
diff[0] = nums[0];
for(int i =1 ;i<nums.length;i++){
diff[i]= nums[i]-nums[i-1];
}
}
public void increasement(int i,int j, int val){
diff[i]+=val;
if(j+1<diff.length){
diff[j+1]-=val;
}
}
public int[] res(){
int[] res = new int[diff.length];
res[0]=diff[0];
for(int i =1 ;i<diff.length;i++){
res[i] = res[i-1]+diff[i];
}
return res;
}
}
Leetcode1094.拼车
题目:车上最初有 capacity 个空座位。车 只能 向一个方向行驶(也就是说,不允许掉头或改变方向)
给定整数 capacity 和一个数组 trips , trip[i] = [numPassengersi, fromi, toi] 表示第 i 次旅行有 numPassengersi 乘客,接他们和放他们的位置分别是 fromi 和 toi 。这些位置是从汽车的初始位置向东的公里数。
当且仅当你可以在所有给定的行程中接送所有乘客时,返回 true,否则请返回 false。
class Solution {
public boolean carPooling(int[][] trips, int capacity) {
int[] nums = new int[1001];
Difference df = new Difference(nums);
for(int[] trip:trips){
int val = trip[0];
int i = trip[1];
int j = trip[2]-1;
df.increasement(i,j,val);
}
int[] res = df.res();
for(int i =0 ; i<res.length;i++){
if(res[i]>capacity){
return false;
}
}
return true;
}
class Difference{
private int[] diff ;
public Difference(int[] nums){
assert nums.length>0;
diff = new int[nums.length];
diff[0]=nums[0];
for(int i =1;i<nums.length;i++){
diff[i] = nums[i] - nums[i-1];
}
}
public void increasement(int i,int j ,int val){
diff[i]+=val;
if(j+1<diff.length){
diff[j+1]-=val;
}
}
public int[] res(){
int[] res=new int[diff.length];
res[0]=diff[0];
for(int i =1;i<diff.length;i++){
res[i] = res[i-1]+diff[i];
}
return res;
}
}
}
本文介绍了差分数组的概念及其在解决LeetCode中的两个实际问题——航班预定统计和拼车问题上的应用。通过定义差分数组,可以高效地处理区间加减操作,并最终还原原始数组。在航班预定统计问题中,差分数组用于累计每个航班的预定座位数;在拼车问题中,它帮助判断是否有足够的座位接送所有乘客。
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