day34 | 貪心3

0.引言

● 1005.K次取反后最大化的數組和
● 134. 加油站
● 135. 分發(fā)糖果

1005.# K 次取反后最大化的數組和

Category Difficulty Likes Dislikes
algorithms Easy (51.17%) 344 -

給你一個整數數組 nums 和一個整數 k ,按以下方法修改該數組:

  • 選擇某個下標 i 并將 nums[i] 替換為 -nums[i]

重復這個過程恰好 k 次??梢远啻芜x擇同一個下標 i

以這種方式修改數組后,返回數組 可能的最大和 。

示例 1:

輸入:nums = [4,2,3], k = 1
輸出:5
解釋:選擇下標 1 ,nums 變?yōu)?[4,-2,3] 。

示例 2:

輸入:nums = [3,-1,0,2], k = 3
輸出:6
解釋:選擇下標 (1, 2, 2) ,nums 變?yōu)?[3,1,0,2] 。

示例 3:

輸入:nums = [2,-3,-1,5,-4], k = 2
輸出:13
解釋:選擇下標 (1, 4) ,nums 變?yōu)?[2,3,-1,5,4] 。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10<sup>4</sup>
  • -100 <= nums[i] <= 100
  • 1 <= k <= 10<sup>4</sup>

Discussion | Solution

貪心思想

自己嘗試:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=1005 lang=cpp
 *
 * [1005] K 次取反后最大化的數組和
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  int largestSumAfterKNegations(vector<int>& nums, int k) {
    std::sort(nums.begin(), nums.end());
    for (int i = 0; i < nums.size() && k > 0; ++i) {
        std::cout << i << ", ";
      if (nums[i] < 0) {
        nums[i] = -nums[i];
        k--;
      } else if (nums[i] == 0) {
        k--;
        i--;
      } else {
        nums[i] = -nums[i];
        k--;
        i--;
      }
    }
    return std::accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);
  }
};
// @lc code=end

有case過不了:

image.png

更正:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=1005 lang=cpp
 *
 * [1005] K 次取反后最大化的數組和
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  int largestSumAfterKNegations(vector<int>& nums, int k) {
    std::sort(nums.begin(), nums.end());
    // 分兩步驟,先把有負數的情況處理了
    for (int i = 0; i < nums.size() && k > 0; ++i) {
      if (nums[i] < 0) {
        nums[i] = -nums[i];
        k--;
      }
    }
    // 然后再按照最小的一位進行反轉
    if (k % 2 == 1) {
      int min_value = *min_element(nums.begin(), nums.end());
      int sum = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);
      return sum - 2 * min_value;
    }
    return std::accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);
  }
};
// @lc code=end

134. # 加油站

Category Difficulty Likes Dislikes
algorithms Medium (52.22%) 1203 -

在一條環(huán)路上有 n 個加油站,其中第 i 個加油站有汽油 gas[i]升。

你有一輛油箱容量無限的的汽車,從第i個加油站開往第i+1個加油站需要消耗汽油 cost[i]升。你從其中的一個加油站出發(fā),開始時油箱為空。

給定兩個整數數組 gascost ,如果你可以繞環(huán)路行駛一周,則返回出發(fā)時加油站的編號,否則返回 -1 。如果存在解,則 保證 它是 唯一 的。

示例 1:

輸入: gas = [1,2,3,4,5], cost = [3,4,5,1,2]
輸出: 3
解釋:
從 3 號加油站(索引為 3 處)出發(fā),可獲得 4 升汽油。此時油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
開往 4 號加油站,此時油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
開往 0 號加油站,此時油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
開往 1 號加油站,此時油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
開往 2 號加油站,此時油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
開往 3 號加油站,你需要消耗 5 升汽油,正好足夠你返回到 3 號加油站。
因此,3 可為起始索引。

示例 2:

輸入: gas = [2,3,4], cost = [3,4,3]
輸出: -1
解釋:
你不能從 0 號或 1 號加油站出發(fā),因為沒有足夠的汽油可以讓你行駛到下一個加油站。
我們從 2 號加油站出發(fā),可以獲得 4 升汽油。 此時油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
開往 0 號加油站,此時油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油
開往 1 號加油站,此時油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油
你無法返回 2 號加油站,因為返程需要消耗 4 升汽油,但是你的油箱只有 3 升汽油。
因此,無論怎樣,你都不可能繞環(huán)路行駛一周。

提示:

  • gas.length == n
  • cost.length == n
  • 1 <= n <= 10<sup>5</sup>
  • 0 <= gas[i], cost[i] <= 10<sup>4</sup>

Discussion | Solution

貪心思想

image.png

自己嘗試,好像找起點的方法不對:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=134 lang=cpp
 *
 * [134] 加油站
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
    int start = find_start(gas, cost);
    if (start < 0) return -1;
    int remain = gas[start];
    for (int i = start + 1; i < gas.size(); ++i) {
      remain = remain + gas[i] - cost[i - 1];
      if (remain < 0) return -1;
    }
    // 0 特殊處理
    remain = remain - gas[0] - cost[cost.size() - 1];
    for (int i = 1; i <= start; ++i) {
      remain = remain + gas[i] - cost[i];
      if (remain < 0) return -1;
    }
    return start;
  }

 private:
  int find_start(std::vector<int>& gas, std::vector<int>& cost) {
    int i = 0;
    int size = gas.size() < cost.size() ? gas.size() : cost.size();
    while (size--) {
      if (gas[i] > cost[i]) {
        return i;
      }
      i++;
    }
    return -1;
  }
};
// @lc code=end
image.png

可以換一個思路,首先如果總油量減去總消耗大于等于零那么一定可以跑完一圈,說明 各個站點的加油站 剩油量rest[i]相加一定是大于等于零的。

每個加油站的剩余量rest[i]為gas[i] - cost[i]。

i從0開始累加rest[i],和記為curSum,一旦curSum小于零,說明[0, i]區(qū)間都不能作為起始位置,因為這個區(qū)間選擇任何一個位置作為起點,到i這里都會斷油,那么起始位置從i+1算起,再從0計算curSum。

如圖:


image.png

那么為什么一旦[0,i] 區(qū)間和為負數,起始位置就可以是i+1呢,i+1后面就不會出現更大的負數?

如果出現更大的負數,就是更新i,那么起始位置又變成新的i+1了。

那有沒有可能 [0,i] 區(qū)間 選某一個作為起點,累加到 i這里 curSum是不會小于零呢? 如圖:



如果 curSum<0 說明 區(qū)間和1 + 區(qū)間和2 < 0, 那么 假設從上圖中的位置開始計數curSum不會小于0的話,就是 區(qū)間和2>0。

區(qū)間和1 + 區(qū)間和2 < 0 同時 區(qū)間和2>0,只能說明區(qū)間和1 < 0, 那么就會從假設的箭頭初就開始從新選擇其實位置了。

那么局部最優(yōu):當前累加rest[i]的和curSum一旦小于0,起始位置至少要是i+1,因為從i之前開始一定不行。全局最優(yōu):找到可以跑一圈的起始位置。

局部最優(yōu)可以推出全局最優(yōu),找不出反例,試試貪心!

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=134 lang=cpp
 *
 * [134] 加油站
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
    int start = 0, total_gas = 0, total_cost = 0, curr_gas = 0;
    // 能否循環(huán)看總的油量即可
    // 問題就轉換為找start
    for (int i = 0; i < gas.size(); ++i) {
      total_gas += gas[i];
      total_cost += cost[i];
      curr_gas += gas[i] - cost[i];

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

    if (total_gas >= total_cost) {
      return start;
    } else {
      return -1;
    }
  }
};
// @lc code=end

135. # 分發(fā)糖果

Category Difficulty Likes Dislikes
algorithms Hard (49.56%) 1160 -

n 個孩子站成一排。給你一個整數數組 ratings 表示每個孩子的評分。

你需要按照以下要求,給這些孩子分發(fā)糖果:

  • 每個孩子至少分配到 1 個糖果。
  • 相鄰兩個孩子評分更高的孩子會獲得更多的糖果。

請你給每個孩子分發(fā)糖果,計算并返回需要準備的 最少糖果數目

示例 1:

輸入:ratings = [1,0,2]
輸出:5
解釋:你可以分別給第一個、第二個、第三個孩子分發(fā) 2、1、2 顆糖果。

示例 2:

輸入:ratings = [1,2,2]
輸出:4
解釋:你可以分別給第一個、第二個、第三個孩子分發(fā) 1、2、1 顆糖果。
     第三個孩子只得到 1 顆糖果,這滿足題面中的兩個條件。

提示:

  • n == ratings.length
  • 1 <= n <= 2 * 10<sup>4</sup>
  • 0 <= ratings[i] <= 2 * 10<sup>4</sup>

Discussion | Solution

貪心思想

  • 參考鏈接

  • 這道題目一定是要確定一邊之后,再確定另一邊,例如比較每一個孩子的左邊,然后再比較右邊,如果兩邊一起考慮一定會顧此失彼。

  • 先確定右邊評分大于左邊的情況(也就是從前向后遍歷)

  • 此時局部最優(yōu):只要右邊評分比左邊大,右邊的孩子就多一個糖果,全局最優(yōu):相鄰的孩子中,評分高的右孩子獲得比左邊孩子更多的糖果

  • 局部最優(yōu)可以推出全局最優(yōu)。

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=135 lang=cpp
 *
 * [135] 分發(fā)糖果
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  int candy(vector<int>& ratings) {
    int n = ratings.size();
    vector<int> candies(n, 1);

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

    // 從右到左遍歷
    for (int i = n - 2; i >= 0; --i) {
      if (ratings[i] > ratings[i + 1]) {
        candies[i] = max(candies[i], candies[i + 1] + 1);
      }
    }

    int total_candies = 0;
    for (int candy : candies) {
      total_candies += candy;
    }

    return total_candies;
  }
};
// @lc code=end

4.簡書什么玩意兒??

image.png
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