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算法设计与分析中级提升1

时间:2023-05-26
中级提升1

题目一:绳子覆盖点问题题目二:装袋子问题题目三:吃草问题 题目一:绳子覆盖点问题

题目;
思路一:枚举 + 贪心
将绳子右端放在arr[]数组的每一个端点上,依次尝试得到最大值
例:
arr数组如下,L为5

当绳子的右端点来到0位置,2 - 5 = - 3,前面没有覆盖,只覆盖了0位置的一个点

当绳子的右端点来到1位置,4 - 5 = - 1,找最左侧端点,0位置的2,故覆盖2个端点

当绳子端点来到3位置,9 - 5 = 4,最左侧为1位置,故从1 ~ 3,覆盖3个点
思路二:滑动窗口
(1)左右指针(l,r)
(2)l每次从最左端点开始,r到达下一个端点,
(3)r - l 是否 < L,若小于,点数加一,移动r,继续判断;若大于,则直接移动l例:
l 在0位置时,r可以移动一次到达1位置,覆盖2个点

l 移动到1位置与 r相遇, 此时r可以连续移动2次到达3位置,覆盖3个点
时间复杂度分析:数组大小为N
(1)思路一:若采用二分发查找每次可以覆盖的位置,O(N * logN)
(2)思路二:只用将 l 指针在数组遍历一遍,O(N)代码实现

思路一: public static int maxPoint(int[] arr, int L){ int max = Integer.MIN_VALUE; for (int i = 0; i < arr.length; i++){ //每个点均作为绳子的最右端 max = Math.max(max, process(arr, L, i)); } return max; } public static int process(int[] arr, int L, int index){ //index最右端 int point = 1; //点数的记录 int pre = arr[index] - L; while (index - 1 >= 0 && arr[--index] >= pre){ //index - 1 >= 0 防止越界 point++; } return point; }

思路二: public static int maxPoint(int[] arr, int L){ int max = Integer.MIN_VALUE; for (int i = 0; i < arr.length; i++){ //每个点均作为绳子的最左端,l指针移动 max = Math.max(max, process(arr, L, i)); } return max; } public static int process(int[] arr, int L, int l){ int point = 1; //点数的记录 int r = l + 1; while (r < arr.length && arr[r] - arr[l] <= L){ //r指针移动 point++; r++; } return point; }

题目二:装袋子问题

题目:
思路:
(1)若n为奇数一定不行,直接返回 -1
(2)贪心策略:使用最多的8类型的袋子
(3)n / 8,得到袋子数后,检查剩余的苹果能否被6的袋子装下,若能,则成功;若不能,减少8类型的袋子,分给6类型的袋子进行测试例:
若 n = 100,100 / 8 = 12,剩余4个,6类型无法装下,12 - 1 = 11,4 + 8 = 12,6类型可以装下,尝试成功优化:
在对剩余苹果能否被6类型袋子装下进行优化判断,若剩余的个数已经超过24(6与8的最小公倍数)则剩余个数再次增加,也不肯能装下,便可提前结束判断。
解析:若剩余为x > 24,x = 24 + y = 3 * 8 + y;那么可以判断,24能由8类型解决,而剩余的y一定在前面就判断过不能被6类型的袋子装下

public static int minBags(int apple){ if (apple < 0 || apple % 2 != 0){ //一定不成功的情况 return -1; } int bag8 = apple / 8; int bag6 = 0; int rest = apple - bag8 * 8; //剩余个数 while (bag8 >= 0 && rest <= 24){ //将8的给了6 if (rest % 6 == 0){ bag6 = rest / 6; return bag8 + bag6; } bag8--; rest += 8; } return -1; }

打表法:只有一个输入,一个输出,直接观察结果


通过结果可以看出,前16个每有规律可以一一列举出来,从第17个开始每八个数为一组,偶数为3,4,5……,奇数全部是负一
那么我们无需计算,通过输入数子,便可以直接得出答案

public static int minBags(int apple){ if (apple < 0 || apple % 2 != 0){ //一定不成功的情况 return -1; } if (apple <= 16){ //小于16的一一对应输出 if (apple == 0){ return 0; } if (apple == 6 || apple == 8){ return 1; } if (apple == 12 || apple == 14 || apple == 16){ return 2; } return -1; } return (apple - 17) / 8 + 3; }

题目三:吃草问题

题目:

假设现在有两只动物吃草,每次只能吃4的次幂的草,也就是1、4、16等等,现在,给你一个整数N,代表总共有多少草,两只动物,只能交替吃草,有先手和后手区别,假设动物都绝顶聪明,哪只动物先吃完草,哪只就赢,请你求出N份草时,是先手赢还是后手赢?

思路:
(1)先手占据主动权,所以只要对于N份草,只要先手有机会赢,一定可以成功
(2)那么,可以让先手尝试所有的可能,若尝试均不成功,则后手成功
(3)使用递归函数表示,不断进行缩小规模,进行先后手的尝试
(4)basecase,若N <= 0,无意义,若N = 1先手赢,N = 2 后手赢,N = 3 先手赢,N = 4 先手赢代码实现:

public static String win(int N){ if (N <= 0){ return "输入错误"; } if (N <= 4){ //basecase return N == 2 ? "后手赢" : "先手赢"; } int num = 1; //目前尝试的数值 while (num <= N){ if (win(N - num).equals("后手赢")){ //若递归的后手赢,则代表目前的先手赢 return "先手赢"; } if (num > N / 4){ //越界 break; } num *= 4; } //最后情况,先手无法获胜,只可能后手赢 return "后手赢"; }

打表法:规律总结

处了0以外,其余能除以5余数为:2或是0的,结果均是后手

public static String win(int N){ if (N <= 0){ return "输入错误"; } if (N % 5 == 2 || N % 5 == 0){ return "后手赢"; } return "先手赢"; }

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