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贪心算法.md

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455. 分发饼干

455. 分发饼干

假设你是一位很棒的家长,想要给你的孩子们一些小饼干。但是,每个孩子最多只能给一块饼干。

对每个孩子 i,都有一个胃口值 g[i],这是能让孩子们满足胃口的饼干的最小尺寸;并且每块饼干 j,都有一个尺寸 s[j] 。如果 s[j] >= g[i],我们可以将这个饼干 j 分配给孩子 i ,这个孩子会得到满足。你的目标是尽可能满足越多数量的孩子,并输出这个最大数值。

示例 1:

输入: g = [1,2,3], s = [1,1]
输出: 1
解释: 
你有三个孩子和两块小饼干,3个孩子的胃口值分别是:1,2,3。
虽然你有两块小饼干,由于他们的尺寸都是1,你只能让胃口值是1的孩子满足。
所以你应该输出1。
示例 2:

输入: g = [1,2], s = [1,2,3]
输出: 2
解释: 
你有两个孩子和三块小饼干,2个孩子的胃口值分别是1,2。
你拥有的饼干数量和尺寸都足以让所有孩子满足。
所以你应该输出2.


提示:

1 <= g.length <= 3 * 104
0 <= s.length <= 3 * 104
1 <= g[i], s[j] <= 231 - 1

贪心算法

优先满足胃口小的小朋友的需求。

对 g 和 s 升序排序 初始化两个指针 i 和 j 分别指向 g 和 s 初始位置 对比 g[i] 和 s[j] g[i] <= s[j]:饼干满足胃口,把能满足的孩子数量加 1,并移动指针 i = i + 1,j = j + 1 g[i] > s[j]:无法满足胃口,j 右移,继续查看下一块饼干是否可以满足胃口

class Solution {
    public int findContentChildren(int[] g, int[] s) {
        int n1 = g.length, n2 = s.length;
        Arrays.sort(g);
        Arrays.sort(s);
        int res = 0;
        for (int i = 0, j = 0; i < n1 && j < n2; ) {
            if (g[i] <= s[j]) {
                res++;
                i++;
                j++;
            } else {
                j++;
            }
        }
        return res;
    }
}

435. 无重叠区间

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] 剩下的区间没有重叠

示例 2:

输入: [ [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: [ [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

按起点排序的贪心算法

对每个区间根据起始点大小升序,如果区间没有重叠则都保留;如果区间有重叠,则保留区间终点小的那个区间,这样可以保留更多的区间,达到总移除区间数最小的目的。


统计移除区间数

class Solution {
    public int eraseOverlapIntervals(int[][] intervals) {
        int n = intervals.length;
        if (n == 0) {
            return 0;
        }
        // x[0] > y[0] 返回1,是升序排列
        Arrays.sort(intervals, (x, y) -> {
            if (x[0] > y[0]) {
                return 1;
            } else if (x[0] == y[0]) {
                return 0;
            } else {
                return -1;
            }
        });
        int res = 0;
        int curpos = 0;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (intervals[curpos][1] > intervals[i][0]) {
                if (intervals[curpos][1] > intervals[i][1]) {
                    curpos = i;
                }
                res++;
            } else {
                curpos = i;
            }
        }
        return res;
    }
}

452.用最少数量的箭引爆气球

452. 用最少数量的箭引爆气球

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y坐标并不重要,因此只要知道开始和结束的x坐标就足够了。开始坐标总是小于结束坐标。平面内最多存在104个气球。

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。

Example:

输入:
[[10,16], [2,8], [1,6], [7,12]]

输出:
2

解释:
对于该样例,我们可以在x = 6(射爆[2,8],[1,6]两个气球)和 x = 11(射爆另外两个气球)。

贪心

做了第453题无重叠区间后,这道题应该还是很简单。先按区间起点对所有区间升序,假定第一次射箭位置hitpos为第一个区间的终点,遍历区间,如果hitpos小于下一区间的起点,则总剑数ans+1,并移动射箭位置;如果hitpos大于等于下一区间的起点,分两种情况,第一种hitpos小于下一区间的终点,则射箭位置不变,第二种hitpos大于等于下一区间的终点,则移动射箭位置,程序来说就是hitpos = min(hitpos, points[i][1])。

class Solution {
    public int findMinArrowShots(int[][] points) {
        int n = points.length;
        if (n == 0) {
            return 0;
        }
        Arrays.sort(points, (x, y) -> {
            if (x[0] > y[0]) {
                return 1;
            } else if (x[0] == y[0]) {
                return 0;
            } else {
                return -1;
            }
        });
        int ans = 1;
        int hitpos = points[0][1];
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (hitpos < points[i][0]) {
                ans++;
                hitpos = points[i][1];
            } else {
                // 找出当前边界最小值
                hitpos = Math.min(hitpos, points[i][1]);
            }
        }
        return ans;
    }
}

406. 根据身高重建队列

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。 每个人由一个整数对(h, k)表示,其中h是这个人的身高,k是排在这个人前面且身高大于或等于h的人数。 编写一个算法来重建这个队列。

注意: 总人数少于1100人。

示例

输入:
[[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]]

解题思路

假设候选队列为 A,已经站好队的队列为 B.

从 A 里挑身高最高的人 x 出来,插入到 B. 因为 B 中每个人的身高都比 x 要高,因此 x 插入的位置,就是看 x 前面应该有多少人就行了。比如 x 前面有 5 个人,那 x 就插入到队列 B 的第 5 个位置。

1.排序规则:按照先H高度降序,K个数升序排序 2.遍历排序后的数组,根据K插入到K的位置上 核心思想:高个子先站好位,矮个子插入到K位置上,前面肯定有K个高个子,矮个子再插到前面也满足K的要求

先排序 [7,0], [7,1], [6,1], [5,0], [5,2], [4,4]

再一个一个插入。 [7,0] [7,0], [7,1] [7,0], [6,1], [7,1] [5,0], [7,0], [6,1], [7,1] [5,0], [7,0], [5,2], [6,1], [7,1] [5,0], [7,0], [5,2], [6,1], [4,4], [7,1]

class Solution {
    public int[][] reconstructQueue(int[][] people) {
        if (people.length == 0) {
            return null;
        }
        Arrays.sort(people, (x, y) -> {
            if (x[0] < y[0] || (x[0] == y[0] && x[1] > y[1])) {
                return 1;
            } else if (x[0] == y[0] && x[1] == y[1]) {
                return 0;
            } else {
                return -1;
            }
        });
        List<int[]> list = new ArrayList<>();
        for (int[] arr : people) {
            list.add(arr[1], arr);
        }
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            people[i] = list.get(i);
        }
        return people;
    }
}

121.买卖股票的最佳时机

121. 买卖股票的最佳时机

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。

如果你最多只允许完成一笔交易(即买入和卖出一支股票),设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。

注意你不能在买入股票前卖出股票。

示例 1:

输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 5
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。
     注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格。

示例 2:

输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

贪心算法

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices.length == 0) {
            return 0;
        }
        int minPrices = prices[0];
        int maxProfit = 0;
        for (int price : prices) {
            if (minPrices > price) {
                minPrices = price;
            } else {
                maxProfit = Math.max(maxProfit, price - minPrices);
            }
        }
        return maxProfit;
    }
}

122. 买卖股票的最佳时机 II

122. 买卖股票的最佳时机 II

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。

设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。你可以尽可能地完成更多的交易(多次买卖一支股票)。

注意:你不能同时参与多笔交易(你必须在再次购买前出售掉之前的股票)。

示例 1:

输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 7
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 3 天(股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
     随后,在第 4 天(股票价格 = 3)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6-3 = 3 。
示例 2:

输入: [1,2,3,4,5]
输出: 4
解释: 在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
     注意你不能在第 1 天和第 2 天接连购买股票,之后再将它们卖出。
     因为这样属于同时参与了多笔交易,你必须在再次购买前出售掉之前的股票。
示例 3:

输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

贪心算法


这种解法的理论依据是,跳过中间峰谷最大总利润会降低,数学上可以证明。
class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices.length == 0) {
            return 0;
        }
        int maxProfit = 0;
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            int tmp = prices[i] - prices[i - 1];
            if (tmp > 0) {
                maxProfit += tmp;
            }
        }
        return maxProfit;
    }
}

605. 种花问题

605. 种花问题

假设你有一个很长的花坛,一部分地块种植了花,另一部分却没有。可是,花卉不能种植在相邻的地块上,它们会争夺水源,两者都会死去。

给定一个花坛(表示为一个数组包含0和1,其中0表示没种植花,1表示种植了花),和一个数 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。

示例 1:

输入: flowerbed = [1,0,0,0,1], n = 1
输出: True
示例 2:

输入: flowerbed = [1,0,0,0,1], n = 2
输出: False

注意:

数组内已种好的花不会违反种植规则。 输入的数组长度范围为 [1, 20000]。 n 是非负整数,且不会超过输入数组的大小。

解题思路

遍历flowerbed[]数组,依次判断各位置是否适合种花,判断的标准是当前位置为0,且前一位置为0或其下标为-1,且后一位置为0或其下标为flowerbed.length。若判断为真,则修改flowerbed[]数组当前位置为1,n--。最后若n<=0,则能种下所有花。

class Solution {
    public boolean canPlaceFlowers(int[] flowerbed, int n) {
        if (flowerbed.length == 0) {
            return false;
        }
        if (n == 0) {
            return true;
        }
        for (int i = 0; i < flowerbed.length; i++) {
            if (flowerbed[i] == 0 && (i == 0 || flowerbed[i - 1] == 0) && (i + 1 == flowerbed.length || flowerbed[i+1] == 0)) {
                n--;
                if (n == 0) {
                    return true;
                }
                flowerbed[i] = 1;
            }
        }
        return false;
    }
}

392. 判断子序列

392. 判断子序列

给定字符串 s 和 t ,判断 s 是否为 t 的子序列。

你可以认为 s 和 t 中仅包含英文小写字母。字符串 t 可能会很长(长度 ~= 500,000),而 s 是个短字符串(长度 <=100)。

字符串的一个子序列是原始字符串删除一些(也可以不删除)字符而不改变剩余字符相对位置形成的新字符串。(例如,"ace"是"abcde"的一个子序列,而"aec"不是)。

示例 1:
s = "abc", t = "ahbgdc"

返回 true.

示例 2:
s = "axc", t = "ahbgdc"

返回 false.

贪心算法

思路很简单,直接看代码。

class Solution {
    public boolean isSubsequence(String s, String t) {
        if (s.length() == 0) {
            return true;
        }
        int i, j;
        for (i = 0, j = 0; i < s.length() && j < t.length(); ) {
            if (s.charAt(i) == t.charAt(j)) {
                i++;
            }
            j++;
        }
        if (i == s.length()) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

665. 非递减数列

665. 非递减数列

给定一个长度为 n 的整数数组,你的任务是判断在最多改变 1 个元素的情况下,该数组能否变成一个非递减数列。

我们是这样定义一个非递减数列的: 对于数组中所有的 i (1 <= i < n),满足 array[i] <= array[i + 1]。

示例 1:

输入: [4,2,3]
输出: True
解释: 你可以通过把第一个4变成1来使得它成为一个非递减数列。
示例 2:

输入: [4,2,1]
输出: False
解释: 你不能在只改变一个元素的情况下将其变为非递减数列。
说明:  n 的范围为 [1, 10,000]。

倒序遍历

class Solution {
    public boolean checkPossibility(int[] nums) {
        if (nums.length <= 2) {
            return true;
        }
        int count = 0;
        for (int i = nums.length - 2; i >= 0; i--) {
            if (count > 1) {
                return false;
            }
            if (nums[i] <= nums[i + 1]) {
                continue;
            }
            if (i + 2 < nums.length && nums[i] > nums[i + 2]) {
                nums[i] = nums[i + 1];
            }
            count++;
        }
        return count < 2;
    }
}

时间复杂度:O(n) 空间复杂度:O(1)

正序遍历

class Solution {
    public boolean checkPossibility(int[] nums) {
        if (nums.length <= 2) {
            return true;
        }
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
            if (nums[i] > nums[i + 1]) {
                count++;
                if (count > 1) {
                    return false;
                }
                if (i >= 1 && nums[i - 1] > nums[i + 1]) {
                    nums[i + 1] = nums[i];
                } else {
                    nums[i] = nums[i + 1];
                }
            }
        }
        return count < 2;
    }
}

53. 最大子序和

53. 最大子序和

给定一个整数数组 nums ,找到一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

示例:

输入: [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4],
输出: 6
解释: 连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6。

暴力法

class Solution {
public:
    int maxSubArray(vector<int>& nums) {
        int temp = INT_MIN;
        for(int i = 0; i < nums.size() - 1; ++i)
        {
            int max1 = nums[i];
            temp = max(temp, max1);
            for(int j = i+1; j < nums.size(); ++j)
            {
                max1 += nums[j];
                temp = max(temp, max1);
            }
        }
        temp = max(temp, nums[nums.size() - 1]);
        return temp;
    }
};

动态规划

首先对数组进行遍历,当前最大连续子序列和为 sum,结果为 ans 如果 sum + nums[i] > nums[i],则说明 sum 对结果有增益效果,则 sum 保留并加上当前遍历数字 如果 sum <= 0,则说明 sum 对结果无增益效果,需要舍弃,则 sum 直接更新为当前遍历数字 每次比较 sum 和 ans的大小,将最大值置为ans,遍历结束返回结果 时间复杂度:O(n)

class Solution {
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        if (nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        int max = nums[0];
        int cur = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            cur = Math.max(cur + nums[i], nums[i]);
            max = Math.max(max, cur);
        }
        return max;
    }
}

763. 划分字母区间

763. 划分字母区间

字符串 S 由小写字母组成。我们要把这个字符串划分为尽可能多的片段,同一个字母只会出现在其中的一个片段。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" 的划分是错误的,因为划分的片段数较少。
注意:

S的长度在[1, 500]之间。
S只包含小写字母'a'到'z'。

解法

class Solution {
    public List<Integer> partitionLabels(String S) {
        int n = S.length();
        int[] temp = new int[26];
        Arrays.fill(temp, -1);
        // 记录每个字母最后一次出现的位置
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            temp[S.charAt(i) - 'a'] = i;
        }
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        while (i < n) {
            int curMaxIndex = temp[S.charAt(i) - 'a'];
            for (int j = i; j < curMaxIndex; j++) {
                curMaxIndex = Math.max(curMaxIndex, temp[S.charAt(j) - 'a']);
            }
            res.add(curMaxIndex - i + 1);
            i = curMaxIndex + 1;
        }
        return res;
    }
}