leetcode题解——贪心

738. 单调递增的数字

当且仅当每个相邻位数上的数字 x 和 y 满足 x <= y 时,我们称这个整数是单调递增的。

给定一个整数 n ,返回 小于或等于 n 的最大数字,且数字呈 单调递增 。

示例 1:

输入: n = 10
输出: 9

示例 2:

输入: n = 1234
输出: 1234

示例 3:

输入: n = 332
输出: 299

思路:

第一步找全局最优:
<=n的最大单调递增的整数

第二步找子问题最优解:
子问题:求相邻两个数为符合条件的最大递增数

①举例
例如:98,一旦出现前一位比后一位大的情况s[i - 1] > s[i],让s[i - 1]--,然后s[i]变9,即整数89是小于98的最大的单调递增整数。

局部最优:
对于相邻两个数字,s[i - 1] > s[i],让s[i - 1]--s[i]赋为9,可以保证这两位变成最大单调递增整数。

局部最优推出全局最优还要考虑遍历顺序,和标记从哪一位开始统一改成9。

如果从前往后,反例322(322->292->289),会改变已经遍历过的结果,故应从后往前遍历。

确定了遍历顺序之后,试想有没有反例,没有就可以试试贪心:

class Solution {
    
    
public:
    int monotoneIncreasingDigits(int n) {
    
    
        string s = to_string(n);
       
        int flag = s.size();
        for (int i = s.size() - 1; i > 0; i--) {
    
    
            if (s[i - 1] > s[i] ) {
    
    
                flag = i;
                s[i - 1]--;
            }
        }
        for (int i = flag; i < s.size(); i++) {
    
    
            s[i] = '9';
        }
        return stoi(s);
    }
};
//时间复杂度O(n)

435. 无重叠区间(活动调度问题)

给定一个区间的集合 intervals ,其中 intervals[i] = [starti, endi] 。返回 需要移除区间的最小数量,使剩余区间互不重叠 。

示例 1:

输入: intervals = [[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。
在这里插入图片描述

示例 2:

输入: intervals = [ [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: intervals = [ [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。

第一步找全局最优:
求出最多的互不重叠的区间

第二步找子问题最优解:
排序
策略:

  1. 按照区间差值最小排序
  2. 按照区间开头值排序
  3. 按照区间结束值排序

局部最优:
法一:按照区间结束值排序贪心算法步骤如下:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

  • n个区间按结束值排序
  • 选择第一个结束的区间,并删除(或跳过)与它冲突的后一个区间
  • 重复上一步骤,直到区间为空。
class Solution {
    
    
public:
    static bool cmp (const vector<int>& a, const vector<int>& b) {
    
    
        return a[1] < b[1];
    }
    int eraseOverlapIntervals(vector<vector<int>>& intervals) {
    
    
        if (intervals.size() == 0) return 0;
        sort(intervals.begin(), intervals.end(), cmp);
        int count = 1; 
        int lastend = intervals[0][1]; // 区间的结束位置
        for (int i = 1; i < intervals.size(); i++) {
    
    
            if (lastend <= intervals[i][0]) {
    
    
                lastend = intervals[i][1];
                count++;
            }
        }
        return intervals.size() - count;
    }
};
//时间复杂度:O(nlog n)

法二:按照区间开始值排序,倒序遍历删除冲突区间。

134. 加油站

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。

给定两个整数数组 gas 和 cost ,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 。如果存在解,则 保证 它是 唯一 的。

示例 1:

输入: gas = [1,2,3,4,5], cost = [3,4,5,1,2]
输出: 3

在这里插入图片描述

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。


思路:
第一步找全局最优:
找到可以跑一圈的起始位置

第二步找子问题最优解:

已知:只有当加油站油量和>=全部油耗和,才能跑完一圈(必定有解)在这里插入图片描述
=>剩油量rest[i]相加一定是大于等于零的

i从0开始累加rest[i],和记为curSum,一旦curSum小于零,说明[0, i]区间都不能作为起始位置,起始位置从i+1算起,再从0计算curSum。

局部最优
当前累加rest[i]的和curSum<=0,起始位置至少要是j+1,因为从j开始一定不行。

局部最优可以推出全局最优,找不出反例,试试贪心:

class Solution {
    
    

public:
    int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
    
    
        int curSum = 0;
        int totalSum = 0;
        int start = 0;
        for (int i = 0; i < gas.size(); i++) {
    
    
            curSum += gas[i] - cost[i];
            totalSum += gas[i] - cost[i];
            if (curSum < 0) {
    
       // 当前轮累加rest[i]和 curSum小于0,开启下一轮
                start = i + 1; 
                curSum = 0;   
            }
        }
        if (totalSum < 0) return -1; // rest[i]之和小于0无结果
        return start;
    }
};
// 时间复杂度:O(n)

方法二:全局最优考虑的模拟

class Solution {
    
    
public:
    int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
    
    
        int curSum = 0;
        int min = INT_MAX; // 从起点出发,油箱里的油量最小值
        for (int i = 0; i < gas.size(); i++) {
    
    
            int rest = gas[i] - cost[i];
            curSum += rest;
            if (curSum < min) {
    
    
                min = curSum;
            }
        }
        if (curSum < 0) return -1;  // 情况一:如果gas的总和小于cost总和,那么无论从哪里出发,一定是跑不了一圈的
        if (min >= 0) return 0;     // 情况二:rest[i] = gas[i]-cost[i]为一天剩下的油,i从0开始计算累加到最后一站,
                                            //如果累加没有出现负数,说明从0出发,油就没有断过,那么0就是起点。

                                    // 情况三:如果累加的最小值是负数,汽车就从非0节点出发,从后向前,看哪个节点能把负数
                                    // 填平,能把这个负数填平的节点就是出发节点。
        for (int i = gas.size() - 1; i >= 0; i--) {
    
    
            int rest = gas[i] - cost[i];
            min += rest;
            if (min >= 0) {
    
    
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
};
//O(n)

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