435无重叠区间

贪心算法

什么是贪心算法呢?贪心算法可以认为是动态规划算法的一个特例,相比动态规划,使用贪心算法需要满足更多的条件(贪心选择性质),但是效率比动态规划要高。

  • 暴力解法需要指数级时间,因为需要处理很多重复计算过程
  • 动态优化(带备忘录的暴力解法),可以避免计算重复子问题,将复杂度降为 多项式级别 O(nlogn)
  • 贪心算法,如果满足贪心选择性质,则可以进一步降低复杂度,达到线性级别O(n)

什么是贪心选择性质呢,简单说就是:**每一步都做出一个局部最优的选择,最终的结果就是全局最优。**注意哦,这是一种特殊性质,其实只有一部分问题拥有这个性质。

比如你面前放着 100 张人民币,你只能拿十张,怎么才能拿最多的面额?显然每次选择剩下钞票中面值最大的一张,最后你的选择一定是最优的。

然而,大部分问题明显不具有贪心选择性质。比如打牌,对手出对儿三,按照贪心策略,你应该出尽可能小的牌刚好压制住对方,但现实情况我们甚至可能会出王炸。这种情况就不能用贪心算法,而得使用动态规划解决。

435 无重叠区间

给定一个区间的集合,找到需要移除区间的最小数量,使剩余区间互不重叠。

注意:

  • 可以认为区间的终点总是大于它的起点。
  • 区间 [1,2] 和 [2,3] 的边界相互“接触”,但没有相互重叠。
示例 1:
输入: [ [1,2], [2,3], [3,4], [1,3] ]

输出: 1
解释: 移除 [1,3] 后,剩下的区间没有重叠。
方法1 暴力解法

在暴力法中,我们尝试不同的组合,每一个区间可以选择或不选择,共2^n中组合,然后每一种组合判断是否满足不重叠要求,需要O(n)复杂度,
总体复杂度达O(2^n*n),(可以递归求解)

2 动态规划

我们可以使用区间的起始点对 区间进行排序,然后借鉴最长子序列的dp做法
使用dp[i] 存储 到第i个区间的最大不重叠区间个数,因此计算dp[i+1]时,我们需要使用j<i的区间状态进行状态转移,具体而言就是:

dp[i] = max(dp[i],dp[j]+1); j<=i 且第j个区间和 i区间 不重叠

// 排序算法,按照区间起始点进行排序
bool compare(const vector<int> &a,const vector<int> &b){
    if (a[0] != b[0])
        return a[0]<b[0];
    return a[1]<b[1];
}

int Solution::eraseOverlapIntervals(vector<vector<int>>& intervals) {
    int res=0;
    sort(intervals.begin(),intervals.end(),compare);

    // dp[i] 表示使用intervals[0...i]区间能构成的最长不重叠子区间
    vector<int> dp(intervals.size(),1);

    for(int i=1;i<intervals.size();i++){
        for(int j=0;j<i;j++){
    // 如果i区间的起始点 大于 j区间结束点,则不重叠,此时使用j区间状态更新i区间
            if(intervals[i][0] >= intervals[j][1]){
                dp[i] = max(dp[i],dp[j]+1);
            }
        }
    }
    for(auto i:dp)
        res = max(i,res);
    return intervals.size()-res;
}

300.最长上升子序列

// [10,9,2,5,3,7,101,18]
int Solution::lengthOfLIS(vector<int>& nums){
    int res = 1;
    int len = nums.size();
    if(len <= 1) return len;
    // dp[i] 存储 到第i个元素的 可能的最长上升子序列长度
    vector<int> dp(len,1);
    for(int i=0;i<len;i++){
        for(int j=0;j<i;j++){
            if(nums[i] > nums[j]){
                dp[i] = max(dp[i],dp[j]+1);
                res = max(dp[i],res);
            }
        }
    }
    return res;
}


### 力扣435无重叠区间问题的Python解决方案 对于力扣435题——Non-overlapping Intervals,目标是从给定的一组区间中移除尽可能少的数量使得剩余区间互不重叠。一种高效的方法是采用贪心算法来解决这个问题。 为了有效地解决问题,可以先按照区间的结束位置升序排列这些区间[^1]。通过这种方式,在遍历时总是优先保留那些较早结束的区间,从而为后续可能加入更多非重叠区间留出空间。 下面是具体的Python实现代码: ```python class Interval(object): def __init__(self, start, end): self.start = start self.end = end def eraseOverlapIntervals(intervals): if not intervals: return 0 # Sort the intervals based on their ending time. sorted_intervals = sorted(intervals, key=lambda interval: interval.end) count = 0 prev_end = float('-inf') for current_interval in sorted_intervals: if current_interval.start >= prev_end: # If there is no overlap with previous selected interval, # update `prev_end` and continue without incrementing removals counter (`count`) prev_end = current_interval.end else: # Otherwise, this means we have an overlapping pair; # since intervals are already ordered by 'end', simply increase our removal tally (`count`) count += 1 return count ``` 此方法的时间复杂度主要取决于排序操作O(n log n),其中n表示输入区间的数量;而随后的一次线性扫描只需要O(n)时间。因此整体性能表现良好,适用于大多数实际应用场景中的数据规模[^2]。 值得注意的是,上述逻辑确保了每次遇到新的候选区间时都会选择最早结束的那个作为下一个非重叠部分的一部分,这样就能最大限度地减少被删除掉的区间数目[^3]。
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