火車站臺數(shù)量問題

火車站臺數(shù)量問題

假設(shè)已知某個火車站的所有過往列車的到達(dá)arrival和離開departure時間(同一天),如果要求所有列車都不等待直接進(jìn)站,問至少需要多少個站臺。無需考慮晚點(diǎn)等特殊情況。

例如,
Input:
到達(dá)時間: arr[] = {9:00, 9:40, 9:50, 11:00, 15:00, 18:00}
離開時間: dep[] = {9:10, 12:00, 11:20, 11:30, 19:00, 20:00}

Output:
3 (最多有3輛列車同時進(jìn)站(在11:00到11:20之間))


解題思路

題目要求找到所有時間中同時在車站的列車的最大數(shù)量。一個簡單的方案是逐個檢查每個車輛的停發(fā)時間段,然后看有多少個時間段區(qū)間與其有重合,記錄最多的重合區(qū)間數(shù)目,即為待求解的答案。易知,此方法的時間復(fù)雜度為O(n^2)。
認(rèn)真思考后,其實(shí)可以有O(nlog_2 n)時間復(fù)雜度的方法。思路是將所有的事件 (到達(dá)或離開)按時間順序排序,然后只記錄當(dāng)前還在車站(未離開的)列車。所有時間點(diǎn)中最多數(shù)量列車即待求解的答案。
例如,對于上面樣例輸入,將所有事件按時間排序后得到:

時間 事件 需要的站臺數(shù)量
9:00 Arrival 1
9:10 Departure 0
9:40 Arrival 1
9:50 Arrival 2
11:00 Arrival 3
11:20 Departure 2
11:30 Departure 1
12:00 Departure 0
15:00 Arrival 1
18:00 Arrival 2
19:00 Departure 1
20:00 Departure 0

最多需要的站臺數(shù)量是3,時間段為11:00~11:20

注意,在算法實(shí)現(xiàn)時,只需對到達(dá)時間arr數(shù)組,和離開時間dep數(shù)組進(jìn)行單獨(dú)排序,然后將兩個有序數(shù)組再進(jìn)行歸并操作。

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