【LeetCode】Sama的个人记录_69

最新推荐文章于 2021-12-21 22:23:15 发布

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这篇博客介绍了如何利用前缀和与二分查找解决编程问题，包括粉笔补充问题、有效括号字符串验证以及寻找峰值元素。在粉笔问题中，通过前缀和和二分查找确定需要补充粉笔的学生；在括号字符串问题中，使用动态维护未匹配左括号的数量范围；在峰值元素问题中，借助二分查找在数组中找到峰值。这些算法都充分利用了数据结构和搜索策略，实现了高效解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在这里插入图片描述

非常简单直观：前缀和+二分查找

class Solution {
    public int chalkReplacer(int[] chalk, int k) {
        int len = chalk.length;
        // step1:前缀和
        if (chalk[0] > k) {
            return 0;
        }
        for (int i = 1; i < len; i++) {
            chalk[i] += chalk[i - 1];
            // 如果当前需要粉笔数已经超过k，则立即补充粉笔，算法结束
            // 这解决了前缀和超过int的溢出问题
            if (chalk[i] > k) {
                return i;
            }
        }
        // step2:二分查找
        int target = k % chalk[len - 1];
        int left = 0;
        int right = len - 1;
        int mid;
        while (left < right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            // 等于目标值的话，要到下一个人才补充粉笔
            // 所以这里和"收缩模板"有一点点不同
            if (chalk[mid] <= target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid;
            }
        }
        return left;
    }
}

在这里插入图片描述

如果使用经典的"栈"的话，遇到'('则入栈，遇到')'则出栈
简化一下，直接用一个变量表示"未被匹配的左括号的数量"，遇到'('则加1，遇到')'则减1
而本题中，'*'的出现使得该变量成为了一个"范围"

class Solution {
    public boolean checkValidString(String s) {
        // [lo,hi]表示未匹配的左括号的数量范围，一个右括号可匹配抵消一个左括号
        int lo = 0;
        int hi = 0;
        for (char c : s.toCharArray()) {
            if (c == '*') {
                lo--;
                hi++;
            } else if (c == '(') {
                lo++;
                hi++;
            } else if (c == ')') {
                lo--;
                hi--;
            }
            // lo为负数没有意义，可以用"****"来理解
            if (lo < 0) {
                lo = 0;
            }
            // hi为负数说明右括号过多，括号匹配失败
            if (hi < 0) {
                return false;
            }
        }
        // 最少未匹配左括号的数量为0
        return lo == 0;
    }
}

在这里插入图片描述

为什么可以使用"二分"？
因为题目有以下限制条件：
1.找出一个峰值即可
2.数组两侧可看成悬崖(负无穷)
3.相邻的值必不相同

class Solution {
    public int findPeakElement(int[] nums) {
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        while (left < right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] < nums[mid + 1]) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid;
            }
        }
        return left;
    }
}

检索标记：162. 寻找峰值峰值元素是指其值严格大于左右相邻值的元素。给你一个整数数组 nums，找到峰值元素并返回其索引。数组可能包含多个峰值，在这种情况下，返回任何一个峰值所在位置即可。你可以假设 nums[-1] = nums[n] = -∞ 。你必须实现时间复杂度为 O(log n) 的算法来解决此问题。1 <= nums.length <= 1000-231 <= nums[i] <= 231 - 1对于所有有效的 i 都有 nums[i] != nums[i + 1]678. 有效的括号字符串给定一个只包含三种字符的字符串：（，）和，写一个函数来检验这个字符串是否为有效字符串。有效字符串具有如下规则：任何左括号 ( 必须有相应的右括号 )。任何右括号 ) 必须有相应的左括号 ( 。左括号 ( 必须在对应的右括号之前 )。可以被视为单个右括号 ) ，或单个左括号 ( ，或一个空字符串。一个空字符串也被视为有效字符串。1894. 找到需要补充粉笔的学生编号一个班级里有 n 个学生，编号为 0 到 n - 1 。每个学生会依次回答问题，编号为 0 的学生先回答，然后是编号为 1 的学生，以此类推，直到编号为 n - 1 的学生，然后老师会重复这个过程，重新从编号为 0 的学生开始回答问题。给你一个长度为 n 且下标从 0 开始的整数数组 chalk 和一个整数 k 。一开始粉笔盒里总共有 k 支粉笔。当编号为 i 的学生回答问题时，他会消耗 chalk[i] 支粉笔。如果剩余粉笔数量严格小于 chalk[i] ，那么学生 i 需要补充粉笔。请你返回需要补充粉笔的学生编号。