L2-014 列车调度 (25 point(s))

本文解析了一个火车站列车调度问题,通过分析列车进入和平行轨道的序列,提出了一个算法来确定最少的轨道数量,以确保列车能按序号递减排列离开。使用了数据结构set和upper_bound函数进行边删除边插入操作,实现了列车调度的最优解。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

火车站的列车调度铁轨的结构如下图所示。

两端分别是一条入口(Entrance)轨道和一条出口(Exit)轨道,它们之间有N条平行的轨道。每趟列车从入口可以选择任意一条轨道进入,最后从出口离开。在图中有9趟列车,在入口处按照{8,4,2,5,3,9,1,6,7}的顺序排队等待进入。如果要求它们必须按序号递减的顺序从出口离开,则至少需要多少条平行铁轨用于调度?

输入格式:

输入第一行给出一个整数N (2 ≤ N ≤10​5​​),下一行给出从1到N的整数序号的一个重排列。数字间以空格分隔。

输出格式:

在一行中输出可以将输入的列车按序号递减的顺序调离所需要的最少的铁轨条数。

输入样例:

9
8 4 2 5 3 9 1 6 7

输出样例:

4

分析:emmmm,记得没错的话,这是408上面的一道选择题。

分析进入轨道调度的序列:
轨道1:8 4 2 1;

轨道2:5 3 

轨道3:9 6 

轨道4:7

只要按这个顺序进入调度轨道,就能保证按递减编号出轨道。

那么如何求最小轨道数呢,只要保证每个轨道内只有一个列车(逻辑上的),那么就可以得出最少轨道个数----->转化为,每个轨道后一个入队列车号替换掉前面大于等于它的列车号(因为要保证降序输出,最多替换一个)即可,也就是边删除边插入。

这里使用upper_bound(num)实现上述功能。(PS:使用的是二分查找,左闭右开区间,返回第一个>=num元素的位置,那麽说明元素一定是有序的,相应的还有lower_bound())

核心代码:

if(s.upper_bound(num)!=s.end())
            s.erase(s.upper_bound(num));
        s.insert(num);

完整代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    int num,n;
    cin>>n;
    set<int> s;
    while(n--){
        cin>>num;
        if(s.upper_bound(num)!=s.end())
            s.erase(s.upper_bound(num));
        s.insert(num);
	set<int>::iterator it;   
//        for(it=s.begin();it!=s.end();it++) 
//            cout<<*it<<" "; 
//	        cout<<endl; 
    }
    cout<<s.size();
    return 0;
}

That‘s all !

### 关于L2-014列车调度问题测试点3的解决方案 对于L2-014列车调度问题中的测试点3,主要挑战在于如何高效处理数据结构的选择以及算法优化。当尝试使用`vector`和`lower_bound`函数组合时遇到了性能瓶颈[^1]。 为了提高效率并满足时间复杂度的要求,在此场景下推荐采用`set`作为替代的数据容器来存储队列元素。由于`set`内部实现基于红黑树,这使得其能够保持键值有序排列的同时支持高效的插入、删除操作。具体来说: - 使用`set<int>`而非`vector<int>`保存当前站台上的车厢编号; - 当有新列车到达时,利用`set::upper_bound()`方法定位到第一个严格大于目标值的位置,并考虑替换该位置前的一个元素(即不大于待插入数值的最大者),以此模拟“较小数取代较大数”的逻辑; - 对于离站情况,则直接通过指定ID执行移除动作即可; 下面是调整后的C++代码片段展示上述思路的应用方式: ```cpp #include <iostream> #include <set> using namespace std; int main() { int n; cin >> n; set<int> platform; // 改用set维护平台状态 while (n--) { string op; int id; cin >> op >> id; if (op == "in") { // 进入车站 auto it = platform.upper_bound(id); if (it != platform.begin()) { --it; platform.erase(it); // 移除不小于id的最大值 } platform.insert(id); // 插入新车厢 } else if (op == "out"){// 离开车站 platform.erase(id); } cout << (*platform.rbegin()) << endl; // 输出最右侧(最大)元素 } } ``` 值得注意的是,尽管这种方法解决了部分超时问题,但在某些极端情况下仍可能存在性能隐患。因此建议进一步分析输入规模特点,必要时探索其他可能存在的优化路径。
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