贪心算法

本文通过三个编程题目介绍了贪心算法在解决实际问题中的应用,如根据身高重建队列、用最少数量的箭引爆气球以及种花问题。在队列重建问题中,通过排序和插入操作实现;在箭引爆气球问题中,按区间上限排序避免交集;种花问题采用跳格子策略。这些实例展示了贪心算法如何寻找局部最优解来达到全局最优效果。

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贪心算法

406.根据身高重建队列

  • 题目描述:假设有打乱顺序的一群人站成一个队列,数组 people 表示队列中一些人的属性(不一定按顺序)。每个 people[i] = [hi, ki] 表示第 i 个人的身高为 hi ,前面 正好 有 ki 个身高大于或等于 hi 的人。请你重新构造并返回输入数组 people 所表示的队列。返回的队列应该格式化为数组 queue ,其中 queue[j] = [hj, kj] 是队列中第 j 个人的属性(queue[0] 是排在队列前面的人)。

  • 思路:可以先将people数组由大到小进行排序,然后将矮个子的人插入到高个子里。高个子先站好位,矮个子插入到第K个位置上,前面肯定有K个高个子,再有矮个子插到前面也满足前面有K个高个子的要求。(先排序,后插入

    class Solution {
        public static int[][] reconstructQueue(int[][] people) {
              Arrays.sort(people, (o1, o2) -> o1[0] == o2[0] ? o1[1] - o2[1] : o2[0] - o1[0]);
    
            LinkedList<int[]> list = new LinkedList<>();
            for (int[] i : people) {
                list.add(i[1], i);
            }
            return list.toArray(new int[list.size()][2]);
        }
    }
    
  • 收获: Arrays.sort(people, (o1, o2) -> o1[0] == o2[0] ? o1[1] - o2[1] : o2[0] - o1[0]);重写了 Comparator<int[]>() 比较器,其中o1 - o2代表升序,o2 - o1代表降序,且o2代表的是数组中靠前的元素,o1代表的是数组中靠后的元素(和我想的有些许出入);LinkedList.add()方法是用的前插法添加元素的,刚好可以用来插入排序(以后要用到插入就可以想到LinkedList)。

452.用最少数量的箭引爆气球

  • 题目描述:在二维空间中有许多球形的气球。对于每个气球,提供的输入是水平方向上,气球直径的开始和结束坐标。由于它是水平的,所以纵坐标并不重要,因此只要知道开始和结束的横坐标就足够了。开始坐标总是小于结束坐标。一支弓箭可以沿着 x 轴从不同点完全垂直地射出。在坐标 x 处射出一支箭,若有一个气球的直径的开始和结束坐标为 xstart,xend, 且满足 xstart ≤ x ≤ xend,则该气球会被引爆。可以射出的弓箭的数量没有限制。 弓箭一旦被射出之后,可以无限地前进。我们想找到使得所有气球全部被引爆,所需的弓箭的最小数量。给你一个数组 points ,其中 points [i] = [xstart,xend] ,返回引爆所有气球所必须射出的最小弓箭数。

  • 思路: 贪心算法里的区间问题,一般的解决方法是先将区间数组按上限进行有小到大的排序,然后用前一个区间的上限和后一个区间的下限比较,看是否有交集存在。

    class Solution {
        public int findMinArrowShots(int[][] points) {
            if(points == null || points.length == 0){
                return 0;
            }
            Arrays.sort(points, new Comparator<int[]>() {
                @Override
                public int compare(int[] a, int[] b) {
                    if(a[1] > b[1]){
                        return 1;
                    }else if(a[1] < b[1]){
                        return -1;
                    }else {
                        return 0;
                    }
                }
            });
            int count = 1;
            int index = points[0][1];
            for (int i = 1; i < points.length; i++) {
                if (index < points[i][0]){
                    index = points[i][1];
                    count++;
                }
            }
            return count;  
        }
    }
    
  • 收获: 这里有个注意点是这里不可以直接用Arrays.sort(points , (o1 , o2) -> o1[1] - o2[1])相减,因为示例里有一个集合是{{-2147483646,-2147483645},{2147483646,2147483647}}直接减会越界的,排序结果会相反。传入数组非法也是需要考虑的。

605.种花问题

  • 题目描述:假设有一个很长的花坛,一部分地块种植了花,另一部分却没有。可是,花不能种植在相邻的地块上,它们会争夺水源,两者都会死去。给你一个整数数组 flowerbed 表示花坛,由若干 0 和 1 组成,其中 0 表示没种植花,1 表示种植了花。另有一个数 n ,能否在不打破种植规则的情况下种入 n 朵花?能则返回 true ,不能则返回 false。

  • 思路: 用的连跳两格的方法,因为如果遇到1的格子,那么下一个格子一定是0,这是毋庸置疑的(规则限定),所以如果遇到当前格子是0,且是最后一个格子,或者下个格子不是1的,果断填充;否则连跳3格(连跳2格的话左边的格子还是1)。只要可以填充的数量大于等于输入的n即可。(跳格子

    class Solution {
        public boolean canPlaceFlowers(int[] flowerbed, int n) {
            int count = 0;
            int i = 0;
            while(i < flowerbed.length){
                if(flowerbed[i] == 1){
                    i += 2;
                }else{
                    if(i == flowerbed.length - 1 || flowerbed[i + 1] == 0){
                        count++;
                        i += 2;
                    }else if(flowerbed[i + 1] == 1){
                        i += 3;
                    }
                }
            }
            return n <= count;
        }
    }
    
  • 收获: 像这种题,n根本无所谓,只要求出可以种植花的最大个数,最大个数大于等于n就满足条件了,本质还是贪心求最多可以种多少朵,不要被题目所迷惑了。

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