贪心算法:
定义:
贪心算法(又称贪婪算法)是指,在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,他所做出的是在某种意义上的局部最优解。
贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,关键是贪心策略的选择,选择的贪心策略必须具备无后效性,即某个状态以前的过程不会影响以后的状态,只与当前状态有关。
贪心策略适用的前提是:局部最优策略能导致产生全局最优解。
455. Assign Cookies
题目描述:
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 gi ,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 sj 。如果 sj >= gi ,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。
注意:
你可以假设胃口值为正。
一个小朋友最多只能拥有一块饼干。
示例 1:
输入: [1,2,3], [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: [1,2], [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.
解题思路:
贪心就是给一个孩子的饼干应当尽量小又能满足该孩子,这样大饼干就能拿来给满足度比较大的孩子。因为最小的孩子最容易得到满足,所以先满足最小的孩子。通过使用这种贪婪的方法,浪费的cookie的总和将是最小的。因此要对两个数组进行排序,然后进行比较即可。
//[1,2], [1,2,3]
class Solution {
public int findContentChildren(int[] g, int[] s) {
Arrays.sort(g);
Arrays.sort(s);
int gi = 0, si = 0;
while (si < s.length && gi < g.length) {
if (g[gi] <= s[si]) {
gi++;
}
si++;
}
return gi;
}
}
435. Non-overlapping Intervals
题目描述:
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。
解题思路:
经典的贪婪问题:间隔调度,下面那一题LeetCode452也是同样思路
先计算最多能组成的不重叠区间个数,然后用区间总个数减去不重叠区间的个数。
在每次选择中,选择的区间结尾越小,留给后面的区间的空间越大,那么后面能够选择的区间个数也就越大。
按区间的结尾进行升序排序,每次选择结尾最小,并且和前一个区间不重叠的区间。
在对数组进行排序的时候也可以使用 lambda 表示式来创建 Comparator ,不过算法运行时间会比较长点。
class Solution {
public int eraseOverlapIntervals(int[][] intervals) {
if (intervals.length == 0) {
return 0;
}
Arrays.sort(intervals,new Comparator<int [] >(){
public int compare(int [] a1,int [] a2) {
return a1[1] - a2[1]; //升序排列
}
});
int count = 1; //最多能组成的不重叠区间个数
int end = intervals[0][1];
for (int i = 0; i < intervals.length; i++) {
if (intervals[i][0] < end) {
continue;
}
end = intervals[i][1];
count++;
}
return intervals.length - count;
}
}
452. Minimum Number of Arrows to Burst Balloon
题目描述:
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y坐标并不重要,因此只要知道开始和结束的x坐标就足够了。开始坐标总是小于结束坐标。平面内最多存在104个气球。
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。
输入:
[[10,16], [2,8], [1,6], [7,12]]
输出:
2
解释:
对于该样例,我们可以在x = 6(射爆[2,8],[1,6]两个气球)和 x = 11(射爆另外两个气球)。
解题思路:
本题跟上一题几乎一样的实现方法,说白了就是计算不重叠的区间个数,并且按结束坐标对数组进行排序,然后遍历判断
不过这里注意[1, 2] 和 [2, 3] 在本题中算是重叠区间。在这里我对数组进行排序时用lambda表达式,相对实现Comparator接口较慢。
代码如下:
class Solution {
public int findMinArrowShots(int[][] points) {
if (points.length == 0) {
return 0;
}
Arrays.sort(points,(i1,i2) -> (i1[1] - i2[1])); //使用Lambda表达式排序,按
int count = 1;
int end = points[0][1];
for (int i = 0; i < points.length; i++) {
if (points[i][0] <= end) { //注意这里是<=
continue; //属于重复区间,跳过,不用增加count次数
}
end = points[i][1];
count++;
}
return count;
}
}
605. Can Place Flowers
题目描述:
假设你有一个很长的花坛,一部分地块种植了花,另一部分却没有。可是,花卉不能种植在相邻的地块上,它们会争夺水源,两者都会死去。
给定一个花坛(表示为一个数组包含0和1,其中0表示没种植花,1表示种植了花),和一个数 n 。能否在不打破种植规则的情况下种入 n 朵花?能则返回True,不能则返回False。
解题思路:
贪婪地在从左到右遍历,在遇到的每个空地上放一朵花。
获取上一个和下一个花坛,如果i位于首位或者末端,则前一个或者下一个被认为是0。
class Solution {
public boolean canPlaceFlowers(int[] flowerbed, int n) {
int length = flowerbed.length;
int count = 0;
for(int i = 0; i < length && count < n; i++) {
if (flowerbed[i] == 0) {
int pre = (i == 0)? 0 : flowerbed[i-1]; //上一个花坛
int next = (i == length - 1)? 0 : flowerbed[i+1]; //下一个花坛
if(pre == 0 && next == 0) {
count++;
flowerbed[i] = 1;
}
}
}
return count == n;
}
}
121. Best Time to Buy and Sell Stock
题目描述:
给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。
如果你最多只允许完成一笔交易(即买入和卖出一支股票),设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。
注意你不能在买入股票前卖出股票。
示例 1:
输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 5
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。
注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格。
示例 2:
输入: [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。
解题思路:
从头遍历数组,比较两个数之中谁比较大,这里注意卖出价格要大于买入价格,如果第一个值比第二个值大,由于贪心策略,要求最大收益,因此把最小价格赋值给第二个,如果第一个值比第二个小,则将当前价格 即 售出价格减去最小价格,则为最大利益,遍历完即可。
class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
if (prices.length <= 1) {
return 0;
}
int temp = prices[0]; //最小价格
int max = 0; //最大收益
for (int i = 1; i < prices.length; i++){
if (temp > prices[i]) {
temp = prices[i];
} else {
max = Math.max(max,prices[i] - temp);
}
}
return max;
}
}
665. Non-decreasing Array
题目描述:
给定一个长度为 n 的整数数组,你的任务是判断在最多改变 1 个元素的情况下,该数组能否变成一个非递减数列。
我们是这样定义一个非递减数列的: 对于数组中所有的 i (1 <= i < n),满足 array[i] <= array[i + 1]。
示例 1:
输入: [4,2,3]
输出: True
解释: 你可以通过把第一个4变成1来使得它成为一个非递减数列。
示例 2:
输入: [4,2,1]
输出: False
解释: 你不能在只改变一个元素的情况下将其变为非递减数列。
说明: n 的范围为 [1, 10,000]。
解题思路:
如果我们遇到一个失败的情况,即不是非递减数列,我们需要进行修正。可以通过以下两种方式之一进行更正:
- 使前一个数字小于或等于当前数字
- 使当前数字等于先前的数字
当找到nums[i-1] > nums[i],采用方式一,通过改变nums[i-1]的值,这样不会影响了后续操作。还有,如果nums[i-2] > nums[i],采用方式二,改变nums[i]的值。class Solution { public boolean checkPossibility(int[] nums) { int length = nums.length; int count = 0; for (int i = 1; i < length && count < 2; i++) { if (nums[i] >= nums[i - 1]) { continue; } count++; if (i - 2 >= 0 && nums[i - 2] > nums[i]) { nums[i] = nums[i - 1]; //使当前数字等于先前的数字 } else { nums[i - 1] = nums[i]; //使前一个数字小于或等于当前数字 } } return count <= 1; } }