贪心算法
分发饼干
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/assign-cookies
问题叙述
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
思路分析
将小孩和饼干从小到大依次排序,想要吃饱的孩子最多,那就要尽可能的避免浪费。
这里的局部最优就是小饼干喂给胃口小的,充分利用饼干尺寸喂饱一个,全局最优就是喂饱尽可能多的小孩。
所以我们可以从小到大依次遍历饼干数组,如果发现能喂饱当前孩子,则对下一个孩子开始投喂,最终能喂到第几个孩子,结果就是几了。
Code
1 | class Solution { |
买卖彩票的最佳时机
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-ii
问题叙述
给定一个数组 prices ,其中 prices[i] 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: prices = [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: prices = [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: prices = [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。
提示
1 <= prices.length <= 3 * 104
0 <= prices[i] <= 104
思路分析
这道题「贪心」的地方在于,对于「今天的股价 - 昨天的股价」,得到的结果有3种可能:正数,负数,零,贪心的算法决策是:只加正数
Code
1 | class Solution { |
跳跃游戏II
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/jump-game-ii
问题叙述
给你一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的第一个位置。
数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。
你的目标是使用最少的跳跃次数到达数组的最后一个位置。
假设你总是可以到达数组的最后一个位置。
示例 1
输入: nums = [2,3,1,1,4]
输出 2
解释: 跳到最后一个位置的最小跳跃数是 2。
从下标为 0 跳到下标为 1 的位置,跳 1 步,然后跳 3 步到达数组的最后一个位置。
示例 2
输入: nums = [2,3,0,1,4]
输出: 2
提示
1 <= nums.length <= 104
0 <= nums[i] <= 1000
思路分析
逆向思维,从最后一个位置跳回去,每次跳尽可能大的距离,来保证跳的步数最小。
也就是从左往右开始遍历,看看哪个位置可以一步跳到结果(i+nums[i]>=currentIndex),然后在找这一步的上一步,只要没到达起点,就一直执行下去。
Code
1 | class Solution { |
跳跃游戏
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/jump-game
问题叙述
给定一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的 第一个下标 。
数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。
判断你是否能够到达最后一个下标。
示例 1
输入:nums = [2,3,1,1,4]
输出:true
解释:可以先跳 1 步,从下标 0 到达下标 1, 然后再从下标 1 跳 3 步到达最后一个下标。
示例 2
输入:nums = [3,2,1,0,4]
输出:false
解释:无论怎样,总会到达下标为 3 的位置。但该下标的最大跳跃长度是 0 , 所以永远不可能到达最后一个下标。
提示
1 <= nums.length <= 3 * 104
0 <= nums[i] <= 105
思路分析
- 如果某一个作为起跳点的格子可以跳跃的距离是 3,那么表示后面 3 个格子都可以作为起跳点(i<=currentMaxLength)
- 可以对每一个能作为起跳点的格子都尝试跳一次,把能跳到最远的距离不断更新(currentMaxLength=Math.max(currentMaxLength,i+nums[i]))
- 如果可以一直跳到最后,就成功了(currentMaxLength>=nums.length-1)
Code
1 | class Solution { |
加油站
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/gas-station/
问题叙述
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。
如果你可以绕环路行驶一周,则返回出发时加油站的编号,否则返回 -1。
说明
如果题目有解,该答案即为唯一答案。
输入数组均为非空数组,且长度相同。
输入数组中的元素均为非负数。
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。
思路分析
- 当gas的总和小于cost的总和时,无论从哪里出发,都一定不能环绕形势一周
- gas[i]-cost[i]为当天剩下的油,i从0开始计算,累加到最后一站的时候,如果累加没有出现负数,说明从0出发,油没有断过,那么0就是起点。如果油断了,即出现负数,累加清零,将下一个点作为起点重新开始计算。**局部最优:**当前累加gas[i]-cost[i]的和currentGas一旦小于0,起始位置至少要是i+1,因为从i开始一定不行。**全局最优:**找到可以跑一圈的起始位置。
- 如下图所示,当我们已经判断了能环绕一周之后,即有a+b+c+d+e>=0
对于例子1,按照步骤2的计算
a<0 出现负数,将下一个点作为起点重新计算
b>0 b+c<0 出现负数,将下一个点作为起点重新计算
c<0 出现负数,将下一个点作为起点重新计算
d>0 d+e>0 没有出现负数,d既是结果
说明:我们已经判断了能环绕一周,根据上式:a<0 b+c<0 我们能得出 a+b+c<0 又d+e>0 a+b+c+d+e>=0 得出d+e+a+b+c 这个顺序也就是从d出发 环绕一周能满足油不断
对于例子2,大家可以自行验证一下,这里不予赘述
Code
1 | class Solution { |
分发糖果
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/candy/
问题叙述
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。
提示
n == ratings.length
1 <= n <= 2 * 104
0 <= ratings[i] <= 2 * 104
思路分析
把一个大问题拆分为两个小问题,要保证相邻两个孩子评分更高的孩子会获得更多的糖果,那这个相邻可以是左相邻或者是右相邻。
- 从左到右依次遍历,比较右孩子评分比左孩子评分高的情况,如果右孩子的分数高,那他的糖果就比左孩子多一颗,否则的话把他的糖果初始化为1颗,保证每个孩子都有糖果
1 | for (int i = 1; i < candy.length; i++) { |
- 从右向左遍历,比较左孩子评分比右孩子评分高的情况,如果左孩子的分数高,那他的糖果数在右孩子的基础上加一颗,但是由于之前我们已经对所有孩子的糖果进行了初始化,原先的糖果已经满足了第一种情况,所以这次的糖果分配不能破坏第一种情况的规则,所以左孩子的糖果数应该是比较该孩子在第一种情况下的糖果数,和在他右边孩子的糖果数加一,取一个最大值。如果我没有叙述清楚的话,看一下代码就懂了。
1 | for (int i = candy.length - 2; i >= 0; i--) { |
本题采用了两次贪心的策略:
一次是从左到右遍历,只比较右边孩子评分比左边大的情况。
一次是从右到左遍历,只比较左边孩子评分比右边大的情况。
这样从局部最优推出了全局最优,即:相邻的孩子中,评分高的孩子获得更多的糖果。
Code
1 | class Solution { |
柠檬水找零
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/lemonade-change/
问题叙述
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。
示例 3
输入:bills = [5,5,10]
输出:true
示例 4:
输入:bills = [10,10]
输出:false
提示
1 <= bills.length <= 105
bills[i] 不是 5 就是 10 或是 20
思路分析
5美元不用找零
10美元需要1张5美元找零
20美元需要1张10美元和1张5美元找零,或者3张5美元找零,我们优先选择用1张10美元和一张5美元找零。
因为美元10只能给账单20找零,而美元5可以给账单10和账单20找零,美元5更万能!
所以局部最优:遇到账单20,优先消耗美元10,完成本次找零。全局最优:完成全部账单的找零。
Code
1 | class Solution { |
根据身高重建队列
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/queue-reconstruction-by-height/
问题叙述
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]]
提示
1 <= people.length <= 2000
0 <= hi <= 106
0 <= ki < people.length
题目数据确保队列可以被重建
思路分析
我们按照身高降序排列,如果身高相同,按照k值升序排列(这里我们需要重写一下compare方法),题目中的k值是该人前面有k个身高大于等于他的,所以排好序之后,依次按照k值进行插入即可。
Code
1 | class Solution { |
用最少数量的箭引爆气球
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/minimum-number-of-arrows-to-burst-balloons/
问题叙述
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,所以纵坐标并不重要,因此只要知道开始和结束的横坐标就足够了。开始坐标总是小于结束坐标。
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 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。
给你一个数组 points ,其中 points [i] = [xstart,xend] ,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:对于该样例,x = 6 可以射爆 [2,8],[1,6] 两个气球,以及 x = 11 射爆另外两个气球
示例 2
输入:points = [[1,2],[3,4],[5,6],[7,8]]
输出:4
示例 3
输入:points = [[1,2],[2,3],[3,4],[4,5]]
输出:2
示例 4
输入:points = [[1,2]]
输出:1
示例 5
输入:points = [[2,3],[2,3]]
输出:1
提示
1 <= points.length <= 104
points[i].length == 2
-231 <= xstart < xend <= 231 - 1
思路分析
局部最优:当气球出现重叠,一起射,所用弓箭最少。全局最优:把所有气球射爆所用弓箭最少。
按照气球的右边界升序排列,然后依次比较相邻两个气球,看看区间是否有重叠(前面区间的结束点>=后面区间的起点),如果区间出现重叠,则将后面区间的结束点更新为前面区间的结束点。如果没有重叠区间,则箭数+1。
核心代码就是这段
1 | for (int i = 1; i < points.length; i++) { |
Code
1 | class Solution { |
无重叠区间
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/non-overlapping-intervals/
问题叙述
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] 后,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。
思路分析
跟上题的思路一样,先按照右边界进行排序,当相邻两个区间存在交集时,更新后面集合的结束点。
Code
1 | class Solution { |