代码随想录day30 贪心算法04

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- day29 贪心算法03
- day30 贪心算法04

day29 贪心算法03

134. 加油站

在一条环路上有 n 个加油站，其中第 i 个加油站有汽油 gas[i] 升。

你有一辆油箱容量无限的的汽车，从第 i 个加油站开往第 i+1 个加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你从其中的一个加油站出发，开始时油箱为空。

给定两个整数数组 gas 和 cost ，如果你可以按顺序绕环路行驶一周，则返回出发时加油站的编号，否则返回 -1 。如果存在解，则保证它是唯一的。

示例 1:

输入: gas = [1,2,3,4,5], cost = [3,4,5,1,2]
输出: 3
解释:
从 3 号加油站(索引为 3 处)出发，可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 4 号加油站，此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
开往 0 号加油站，此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
开往 1 号加油站，此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
开往 2 号加油站，此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
开往 3 号加油站，你需要消耗 5 升汽油，正好足够你返回到 3 号加油站。
因此，3 可为起始索引。

示例 2:

输入: gas = [2,3,4], cost = [3,4,3]
输出: -1
解释:
你不能从 0 号或 1 号加油站出发，因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。
我们从 2 号加油站出发，可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 0 号加油站，此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油
开往 1 号加油站，此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油
你无法返回 2 号加油站，因为返程需要消耗 4 升汽油，但是你的油箱只有 3 升汽油。
因此，无论怎样，你都不可能绕环路行驶一周。

class Solution {
    public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
        int totalGas = 0;
        int totalCost = 0;
        int start = 0;
        int currentGas = 0;

        for (int i = 0; i < gas.length; i++) {
            totalGas += gas[i];
            totalCost += cost[i];
            currentGas += gas[i] - cost[i];

            if (currentGas < 0) {
                start = i + 1;
                currentGas = 0;
            }
        }

        if (totalGas < totalCost) {
            return -1;
        }

        return start;
    }
}

计算总油量和总消耗：
- 计算总的油量 totalGas 和总的消耗 totalCost。
- 如果 totalGas < totalCost，则不可能完成一圈的旅行，直接返回 -1。
寻找起点：
- 初始化变量 start 表示当前假设的起点，currentGas 表示当前油箱中的油量。
- 遍历每个加油站，更新当前油箱中的油量。
- 如果当前油箱中的油量小于 0，说明从当前起点出发无法到达下一个加油站，需要重新选择起点，并重置当前油箱中的油量。
返回结果：
- 如果遍历完所有加油站后，当前油箱中的油量始终非负，说明从 start 出发可以完成一圈的旅行，返回 start。
- 否则，返回 -1。

135. 分发糖果

n 个孩子站成一排。给你一个整数数组 ratings 表示每个孩子的评分。

你需要按照以下要求，给这些孩子分发糖果：

每个孩子至少分配到 1 个糖果。
相邻两个孩子评分更高的孩子会获得更多的糖果。

请你给每个孩子分发糖果，计算并返回需要准备的 最少糖果数目 。

示例 1：

输入：ratings = [1,0,2]
输出：5
解释：你可以分别给第一个、第二个、第三个孩子分发 2、1、2 颗糖果。

示例 2：

输入：ratings = [1,2,2]
输出：4
解释：你可以分别给第一个、第二个、第三个孩子分发 1、2、1 颗糖果。
     第三个孩子只得到 1 颗糖果，这满足题面中的两个条件。

class Solution {
    public int candy(int[] ratings) {
        int n = ratings.length;
        int[] candies = new int[n];
        Arrays.fill(candies, 1);

        // 从左到右遍历
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (ratings[i] > ratings[i - 1]) {
                candies[i] = candies[i - 1] + 1;
            }
        }

        // 从右到左遍历
        for (int i = n - 2; i >= 0; i--) {
            if (ratings[i] > ratings[i + 1] && candies[i] <= candies[i + 1]) {
                candies[i] = candies[i + 1] + 1;
            }
        }

        // 计算总糖果数
        int totalCandies = 0;
        for (int candy : candies) {
            totalCandies += candy;
        }

        return totalCandies;
    }
}

****初始化糖果数组：

创建一个数组 candies，长度与 ratings 相同，初始值全部为 1，表示每个孩子至少分配到 1 个糖果。
从左到右遍历：
如果当前孩子的评分比前一个孩子高，当前孩子的糖果数应该比前一个孩子的糖果数多 1。
从右到左遍历：
如果当前孩子的评分比后一个孩子高，并且当前孩子的糖果数不多于后一个孩子的糖果数，当前孩子的糖果数应该比后一个孩子的糖果数多 1。
计算总糖果数：
计算并返回 candies 数组的总和。

860. 柠檬水找零

在柠檬水摊上，每一杯柠檬水的售价为 5 美元。顾客排队购买你的产品，（按账单 bills 支付的顺序）一次购买一杯。

每位顾客只买一杯柠檬水，然后向你付 5 美元、10 美元或 20 美元。你必须给每个顾客正确找零，也就是说净交易是每位顾客向你支付 5 美元。

注意，一开始你手头没有任何零钱。

给你一个整数数组 bills ，其中 bills[i] 是第 i 位顾客付的账。如果你能给每位顾客正确找零，返回 true ，否则返回 false 。

示例 1：

输入：bills = [5,5,5,10,20]
输出：true
解释：
前 3 位顾客那里，我们按顺序收取 3 张 5 美元的钞票。
第 4 位顾客那里，我们收取一张 10 美元的钞票，并返还 5 美元。
第 5 位顾客那里，我们找还一张 10 美元的钞票和一张 5 美元的钞票。
由于所有客户都得到了正确的找零，所以我们输出 true。

示例 2：

输入：bills = [5,5,10,10,20]
输出：false
解释：
前 2 位顾客那里，我们按顺序收取 2 张 5 美元的钞票。
对于接下来的 2 位顾客，我们收取一张 10 美元的钞票，然后返还 5 美元。
对于最后一位顾客，我们无法退回 15 美元，因为我们现在只有两张 10 美元的钞票。
由于不是每位顾客都得到了正确的找零，所以答案是 false。

class Solution {
    public boolean lemonadeChange(int[] bills) {
        int[] count = new int[3]; // count[0] 代表 5 美元钞票的数量，count[1] 代表 10 美元钞票的数量，count[2] 代表 20 美元钞票的数量

        for (int bill : bills) {
            if (bill == 5) {
                count[0]++;
            } else if (bill == 10) {
                if (count[0] == 0) {
                    return false;
                }
                count[0]--;
                count[1]++;
            } else if (bill == 20) {
                if (count[1] > 0 && count[0] > 0) {
                    count[1]--;
                    count[0]--;
                } else if (count[0] >= 3) {
                    count[0] -= 3;
                } else {
                    return false;
                }
                count[2]++;
            }
        }

        return true;
    }
}

初始化钞票计数器：
- 创建一个数组 count 来记录手中每种面额钞票的数量，count[0] 表示 5 美元钞票的数量，count[1] 表示 10 美元钞票的数量，count[2] 表示 20 美元钞票的数量。
遍历账单数组：
- 对于每个账单 bill：
 - 如果账单是 5 美元，增加手中 5 美元钞票的数量。
 - 如果账单是 10 美元，减少手中 5 美元钞票的数量，并增加手中 10 美元钞票的数量。如果手中没有 5 美元钞票，返回 false。
 - 如果账单是 20 美元，优先使用 10 美元和 5 美元的组合找零，如果没有 10 美元钞票，则使用三张 5 美元的钞票找零。如果找不到合适的组合，返回 false。
返回结果：
- 如果所有账单都能正确找零，返回 true。

406. 根据身高重建队列

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）。

示例 1：

输入：people = [[7,0],[4,4],[7,1],[5,0],[6,1],[5,2]]
输出：[[5,0],[7,0],[5,2],[6,1],[4,4],[7,1]]
解释：
编号为 0 的人身高为 5 ，没有身高更高或者相同的人排在他前面。
编号为 1 的人身高为 7 ，没有身高更高或者相同的人排在他前面。
编号为 2 的人身高为 5 ，有 2 个身高更高或者相同的人排在他前面，即编号为 0 和 1 的人。
编号为 3 的人身高为 6 ，有 1 个身高更高或者相同的人排在他前面，即编号为 1 的人。
编号为 4 的人身高为 4 ，有 4 个身高更高或者相同的人排在他前面，即编号为 0、1、2、3 的人。
编号为 5 的人身高为 7 ，有 1 个身高更高或者相同的人排在他前面，即编号为 1 的人。
因此 [[5,0],[7,0],[5,2],[6,1],[4,4],[7,1]] 是重新构造后的队列。

示例 2：

输入：people = [[6,0],[5,0],[4,0],[3,2],[2,2],[1,4]]
输出：[[4,0],[5,0],[2,2],[3,2],[1,4],[6,0]]

import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;

class Solution {
    public int[][] reconstructQueue(int[][] people) {
        // 按身高降序排列，如果身高相同，则按前面人数升序排列
        Arrays.sort(people, (a, b) -> {
            if (a[0] == b[0]) {
                return a[1] - b[1];
            } else {
                return b[0] - a[0];
            }
        });

        // 初始化结果队列
        LinkedList<int[]> queue = new LinkedList<>();

        // 插入每个人到结果队列中
        for (int[] person : people) {
            queue.add(person[1], person);
        }

        // 将结果队列转换为数组
        return queue.toArray(new int[people.length][2]);
    }
}

排序：
- 按身高降序排列，如果身高相同，则按前面人数升序排列。
插入：
- 初始化一个空的结果队列 queue。
- 遍历排序后的 people 数组，将每个人插入到结果队列 queue 中，插入的位置为该人的 k 值。
返回结果：
- 返回结果队列 queue。

day30 贪心算法04

452. 用最少数量的箭引爆气球

有一些球形气球贴在一堵用 XY 平面表示的墙面上。墙面上的气球记录在整数数组 points ，其中points[i] = [xstart, xend] 表示水平直径在 xstart 和 xend之间的气球。你不知道气球的确切 y 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 x``start_，x``end_，且满足 xstart ≤ x ≤ x``end_，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。

给你一个数组 points ，返回引爆所有气球所必须射出的最小弓箭数 。

示例 1：

输入：points = [[10,16],[2,8],[1,6],[7,12]]
输出：2
解释：气球可以用2支箭来爆破:
-在x = 6处射出箭，击破气球[2,8]和[1,6]。
-在x = 11处发射箭，击破气球[10,16]和[7,12]。

示例 2：

输入：points = [[1,2],[3,4],[5,6],[7,8]]
输出：4
解释：每个气球需要射出一支箭，总共需要4支箭。

示例 3：

输入：points = [[1,2],[2,3],[3,4],[4,5]]
输出：2
解释：气球可以用2支箭来爆破:
- 在x = 2处发射箭，击破气球[1,2]和[2,3]。
- 在x = 4处射出箭，击破气球[3,4]和[4,5]。

import java.util.Arrays;

public class Solution {
    public int findMinArrowShots(int[][] points) {
        if (points.length == 0) {
            return 0;
        }

        // 按气球的右端位置升序排序
        Arrays.sort(points, (a, b) -> Integer.compare(a[1], b[1]));

        int arrows = 1;  // 至少需要一支箭
        int currentEnd = points[0][1];  // 当前箭的射击位置

        for (int i = 1; i < points.length; i++) {
            // 如果当前气球的左端大于 currentEnd，则需要一支新的箭
            if (points[i][0] > currentEnd) {
                arrows++;
                currentEnd = points[i][1];  // 更新当前箭的射击位置
            }
        }

        return arrows;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();

        // 示例 1
        int[][] points1 = {{10, 16}, {2, 8}, {1, 6}, {7, 12}};
        System.out.println(solution.findMinArrowShots(points1));  // 输出: 2

        // 示例 2
        int[][] points2 = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {7, 8}};
        System.out.println(solution.findMinArrowShots(points2));  // 输出: 4

        // 示例 3
        int[][] points3 = {{1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5}};
        System.out.println(solution.findMinArrowShots(points3));  // 输出: 2
    }
}

排序：将 points 按照每个气球的右端坐标升序排序，以便尽量用一支箭贯穿尽可能多的气球。
遍历气球：初始状态下，使用一支箭，并将 currentEnd 设置为第一个气球的右端位置。
判断重叠：如果当前气球的左端位置大于 currentEnd，则当前气球无法被现有的箭射中，需要增加一支新的箭，并更新 currentEnd。
输出结果：遍历结束后，arrows 即为所需的最少箭数。

复杂度分析

时间复杂度：O(nlog⁡n)O(n \log n)O(nlogn)，排序的时间复杂度。
空间复杂度：O(1)O(1)O(1)，仅使用常数级别的额外空间。

435. 无重叠区间

给定一个区间的集合 intervals ，其中 intervals[i] = [starti, endi] 。返回 需要移除区间的最小数量，使剩余区间互不重叠 。

注意只在一点上接触的区间是 不重叠的。例如 [1, 2] 和 [2, 3] 是不重叠的。

示例 1:

输入: intervals = [[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。

示例 2:

输入: intervals = [ [1,2], [1,2], [1,2] ]
输出: 2
解释: 你需要移除两个 [1,2] 来使剩下的区间没有重叠。

示例 3:

输入: intervals = [ [1,2], [2,3] ]
输出: 0
解释: 你不需要移除任何区间，因为它们已经是无重叠的了。

class Solution {
    public int eraseOverlapIntervals(int[][] intervals) {
        if (intervals.length == 0) {
            return 0;
        }

        // 按区间的结束时间升序排序
        Arrays.sort(intervals, (a, b) -> Integer.compare(a[1], b[1]));

        int count = 0;  // 记录需要移除的区间数量
        int end = intervals[0][1];  // 初始化为第一个区间的结束时间

        for (int i = 1; i < intervals.length; i++) {
            // 如果当前区间的开始时间小于前一个区间的结束时间，说明有重叠
            if (intervals[i][0] < end) {
                count++;  // 增加需要移除的区间计数
            } else {
                // 没有重叠，更新结束时间为当前区间的结束时间
                end = intervals[i][1];
            }
        }
        return count;
    }
}

763. 划分字母区间

给你一个字符串 s 。我们要把这个字符串划分为尽可能多的片段，同一字母最多出现在一个片段中。

注意，划分结果需要满足：将所有划分结果按顺序连接，得到的字符串仍然是 s 。

返回一个表示每个字符串片段的长度的列表。

示例 1：

输入：s = "ababcbacadefegdehijhklij"
输出：[9,7,8]
解释：
划分结果为 "ababcbaca"、"defegde"、"hijhklij" 。
每个字母最多出现在一个片段中。
像 "ababcbacadefegde", "hijhklij" 这样的划分是错误的，因为划分的片段数较少。

示例 2：

输入：s = "eccbbbbdec"
输出：[10]

提示：

1 <= s.length <= 500
s 仅由小写英文字母组成

class Solution {
    public List<Integer> partitionLabels(String s) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        
        // 记录每个字母的最后出现位置
        int[] last = new int[26];
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            last[s.charAt(i) - 'a'] = i;
        }
        
        int start = 0, end = 0;
        
        // 遍历字符串，划分片段
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            // 更新当前片段的边界
            end = Math.max(end, last[s.charAt(i) - 'a']);
            
            // 如果当前指针等于片段的边界，记录片段长度
            if (i == end) {
                result.add(end - start + 1);
                start = i + 1;  // 更新下一个片段的开始位置
            }
        }
        
        return result;
    }
}

记录最后出现位置：先遍历字符串，记录每个字母最后出现的位置。这是为了知道每个字母的最后界限，确保在划分时每个字母只在一个片段中出现。
划分片段：再次遍历字符串，用一个指针 end 来指示当前片段的边界，另一个指针 start 表示片段的开始位置。
- 对于每个字母 s[i]，更新 end 为 s[i] 的最后出现位置。
- 如果 i 到达 end，说明当前片段结束，将 end - start + 1（当前片段的长度）加入结果列表，并将 start 更新为 i + 1 以开始新片段。
返回结果：遍历结束后，结果列表即为所求的片段长度。