代码随想录算法训练营第二十七天(贪心 一)

2024-08-27 11:12

本文主要是介绍代码随想录算法训练营第二十七天(贪心 一),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

硬拖拖到现在才写完。。。

关于贪心:

文章链接: 代码随想录

文章摘要:

贪心的本质是选择每一阶段的局部最优,从而达到全局最优。

贪心算法并没有固定的套路

和其他算法不同,贪心没有能看出局部最优是否能推出整体最优的通法。

用来验证可不可以用贪心算法的最好策略就是举反例,如果想不到反例,那么就试一试贪心吧

面试中基本不会让面试者现场证明贪心的合理性,代码写出来跑过测试用例即可,或者自己能自圆其说理由就行了

很多同学通过(accept)了贪心的题目,但都不知道自己用了贪心算法,因为贪心有时候就是常识性的推导,所以会认为本应该就这么做!

看起来这算法挺玄乎,那么来几道题感受感受吧!

力扣题:

455.分发饼干

题目链接: . - 力扣(LeetCode)

题面:

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。

思路:

一下子没想出来,看完觉得其实挺简单的:

为了满足更多的小孩,就不要造成饼干尺寸的浪费。

大尺寸的饼干既可以满足胃口大的孩子也可以满足胃口小的孩子,那么就应该优先满足胃口大的。

看到这里相信有点思路了吧?

局部最优:大饼干喂给胃口大的,充分利用饼干尺寸喂饱一个

全局最优:喂饱尽可能多的小孩

先将饼干数组和小孩数组排序,然后用大饼干优先满足胃口大的,并统计满足小孩数量。

用两个下标表示读取饼干和小孩数组的顺序,如果排序从低到高,那就两个下标就从末尾开始读取,从后往前,饼干肯定足够大,孩子胃口也足够大,如果孩子能满足的话就吃下足够大的饼干,此时计数器计数并往下走,如果孩子胃口满足不了,就去往下找能满足胃口的孩子。

这么说可能有点绕,看代码其实还一目了然一些。

代码实现: 

class Solution {
public:int findContentChildren(vector<int>& g, vector<int>& s) {sort(g.begin(),g.end());sort(s.begin(),s.end());int count = 0, si = s.size() - 1, gi = g.size() - 1;while(si >= 0 && gi >= 0){if(g[gi] <= s[si]) si --, gi --, count ++;else gi --;}return count;}
};

376. 摆动序列

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

题面:

如果连续数字之间的差严格地在正数和负数之间交替,则数字序列称为 摆动序列 。第一个差(如果存在的话)可能是正数或负数。仅有一个元素或者含两个不等元素的序列也视作摆动序列。

  • 例如, [1, 7, 4, 9, 2, 5] 是一个 摆动序列 ,因为差值 (6, -3, 5, -7, 3) 是正负交替出现的。

  • 相反,[1, 4, 7, 2, 5] 和 [1, 7, 4, 5, 5] 不是摆动序列,第一个序列是因为它的前两个差值都是正数,第二个序列是因为它的最后一个差值为零。

子序列 可以通过从原始序列中删除一些(也可以不删除)元素来获得,剩下的元素保持其原始顺序。

给你一个整数数组 nums ,返回 nums 中作为 摆动序列 的 最长子序列的长度 。

思路:

本题要求通过从原始序列中删除一些(也可以不删除)元素来获得子序列,剩下的元素保持其原始顺序。

相信这么一说吓退不少人,这要求最大摆动序列又可以修改数组,这得如何修改呢?

来分析一下,要求删除元素使其达到最大摆动序列,应该删除什么元素呢?

用示例二来举例,如图所示:

局部最优:删除单调坡度上的节点(不包括单调坡度两端的节点),那么这个坡度就可以有两个局部峰值

整体最优:整个序列有最多的局部峰值,从而达到最长摆动序列

局部最优推出全局最优,并举不出反例,那么试试贪心!

(为方便表述,以下说的峰值都是指局部峰值)

实际操作上,其实连删除的操作都不用做,因为题目要求的是最长摆动子序列的长度,所以只需要统计数组的峰值数量就可以了(相当于是删除单一坡度上的节点,然后统计长度)

这就是贪心所贪的地方,让峰值尽可能的保持峰值,然后删除单一坡度上的节点

在计算是否有峰值的时候,大家知道遍历的下标 i ,计算 prediff(nums[i] - nums[i-1]) 和 curdiff(nums[i+1] - nums[i]),如果prediff < 0 && curdiff > 0 或者 prediff > 0 && curdiff < 0 此时就有波动就需要统计。

这是我们思考本题的一个大体思路,但本题要考虑到相连的元素相等的情况(也就是平坡),

 平坡分两种,一个是 上下中间有平坡,一个是单调有平坡,如图:

下面的部分代码有一个值得好好讲的东西:

为什么preDiff = curDiff会在if条件里面呢?按常理来讲preDiff应该实时更新才对,但是如果实时更新下面的图就会得到错误的答案:

for (int i = 0; i < nums.size() - 1; i++) {curDiff = nums[i + 1] - nums[i];// 出现峰值if ((preDiff <= 0 && curDiff > 0) || (preDiff >= 0 && curDiff < 0)) {result++;preDiff = curDiff; // 注意这里,只在摆动变化的时候更新prediff}}

图中,我们可以看出,版本一的代码在三个地方记录峰值,但其实结果因为是 2,因为 单调中的平坡 不能算峰值(即摆动)。

另一种当然就是下中间有平坡了,如图:

在图中,当 i 指向第一个 2 的时候,prediff > 0 && curdiff = 0 ,当 i 指向最后一个 2 的时候 prediff = 0 && curdiff < 0

如果我们采用,删左面三个 2 的规则,那么 当 prediff = 0 && curdiff < 0 也要记录一个峰值,因为他是把之前相同的元素都删掉留下的峰值。

所以我们记录峰值的条件应该是: (preDiff <= 0 && curDiff > 0) || (preDiff >= 0 && curDiff < 0),为什么这里允许 prediff == 0 ,就是为了 上面我说的这种情况

其实本题看起来好像简单,但需要考虑的情况还是很复杂的,而且很难一次性想到位。

代码实现: 

class Solution {
public:int wiggleMaxLength(vector<int>& nums) {if (nums.size() <= 1) return nums.size();int curDiff = 0; // 当前一对差值int preDiff = 0; // 前一对差值int result = 1;  // 记录峰值个数,序列默认序列最右边有一个峰值for (int i = 0; i < nums.size() - 1; i++) {curDiff = nums[i + 1] - nums[i];// 出现峰值if ((preDiff <= 0 && curDiff > 0) || (preDiff >= 0 && curDiff < 0)) {result++;preDiff = curDiff; // 注意这里,只在摆动变化的时候更新prediff}}return result;}
};

53. 最大子序和

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

题面:

给你一个整数数组 nums ,请你找出一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和子数组(子数组 是数组中连续的 非空 元素序列)是数组中的一个连续部分。

思路:

如果要硬找,那就需要两层for循环:

第一层 for 就是设置起始位置,第二层 for 循环遍历数组寻找最大值

那这道题如果用贪心贪的是哪里呢?

如果 -2 1 在一起,计算起点的时候,一定是从 1 开始计算,因为负数只会拉低总和,这就是贪心贪的地方!

局部最优:当前“连续和”为负数的时候立刻放弃,从下一个元素重新计算“连续和”,因为负数加上下一个元素 “连续和”只会越来越小。

全局最优:选取最大“连续和”

局部最优的情况下,并记录最大的“连续和”,可以推出全局最优

从代码角度上来讲:遍历 nums,从头开始用 count 累积,如果 count 一旦加上 nums[i]变为负数,那么就应该从 nums[i+1]开始从 0 累积 count 了,因为已经变为负数的 count,只会拖累总和。

这相当于是暴力解法中的不断调整最大子序和区间的起始位置

那有同学问了,区间终止位置不用调整么? 如何才能得到最大“连续和”呢?

区间的终止位置,其实就是如果 count 取到最大值了,及时记录下来了:

if (count > result) result = count;

这样相当于是用 result 记录最大子序和区间和(变相的算是调整了终止位置)

代码实现: 

class Solution {
public:int maxSubArray(vector<int>& nums) {int count = 0;int max = INT32_MIN;for(int i = 0; i < nums.size(); i ++){count += nums[i];if(max < count) max = count;if(count <= 0) count = 0;}return max;}
};

关于本代码的一些常见误区:

误区一:

不少同学认为 如果输入用例都是-1,或者 都是负数,这个贪心算法跑出来的结果是 0, 这是又一次证明脑洞模拟不靠谱的经典案例,建议大家把代码运行一下试一试,就知道了,也会理解 为什么 result 要初始化为最小负数了。

误区二:

大家在使用贪心算法求解本题,经常陷入的误区,就是分不清,是遇到 负数就选择起始位置,还是连续和为负选择起始位置。

在动画演示用,大家可以发现, 4,遇到 -1 的时候,我们依然累加了,为什么呢?

因为和为 3,只要连续和还是正数就会 对后面的元素 起到增大总和的作用。 所以只要连续和为正数我们就保留。

这里也会有录友疑惑,那 4 + -1 之后 不就变小了吗? 会不会错过 4 成为最大连续和的可能性?

其实并不会,因为还有一个变量 result 一直在更新 最大的连续和,只要有更大的连续和出现,result 就更新了,那么 result 已经把 4 更新了,后面 连续和变成 3,也不会对最后结果有影响。

这篇关于代码随想录算法训练营第二十七天(贪心 一)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1111504

相关文章

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例,告诉我们不懂推荐算法的产品,也能从产品侧出发, 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品,看到算法二字,多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法(注:传统是指科班出身的产品都会接触过)。但对于推荐算法,多数产品对着网上搜到的资源,都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后,更是加大了理解的难度。 但,不了解推荐算法,就无法做推荐系

康拓展开(hash算法中会用到)

康拓展开是一个全排列到一个自然数的双射(也就是某个全排列与某个自然数一一对应) 公式: X=a[n]*(n-1)!+a[n-1]*(n-2)!+...+a[i]*(i-1)!+...+a[1]*0! 其中,a[i]为整数,并且0<=a[i]<i,1<=i<=n。(a[i]在不同应用中的含义不同); 典型应用: 计算当前排列在所有由小到大全排列中的顺序,也就是说求当前排列是第

csu 1446 Problem J Modified LCS (扩展欧几里得算法的简单应用)

这是一道扩展欧几里得算法的简单应用题,这题是在湖南多校训练赛中队友ac的一道题,在比赛之后请教了队友,然后自己把它a掉 这也是自己独自做扩展欧几里得算法的题目 题意:把题意转变下就变成了:求d1*x - d2*y = f2 - f1的解,很明显用exgcd来解 下面介绍一下exgcd的一些知识点:求ax + by = c的解 一、首先求ax + by = gcd(a,b)的解 这个

综合安防管理平台LntonAIServer视频监控汇聚抖动检测算法优势

LntonAIServer视频质量诊断功能中的抖动检测是一个专门针对视频稳定性进行分析的功能。抖动通常是指视频帧之间的不必要运动,这种运动可能是由于摄像机的移动、传输中的错误或编解码问题导致的。抖动检测对于确保视频内容的平滑性和观看体验至关重要。 优势 1. 提高图像质量 - 清晰度提升:减少抖动,提高图像的清晰度和细节表现力,使得监控画面更加真实可信。 - 细节增强:在低光条件下,抖

【数据结构】——原来排序算法搞懂这些就行,轻松拿捏

前言:快速排序的实现最重要的是找基准值,下面让我们来了解如何实现找基准值 基准值的注释:在快排的过程中,每一次我们要取一个元素作为枢纽值,以这个数字来将序列划分为两部分。 在此我们采用三数取中法,也就是取左端、中间、右端三个数,然后进行排序,将中间数作为枢纽值。 快速排序实现主框架: //快速排序 void QuickSort(int* arr, int left, int rig

活用c4d官方开发文档查询代码

当你问AI助手比如豆包,如何用python禁止掉xpresso标签时候,它会提示到 这时候要用到两个东西。https://developers.maxon.net/论坛搜索和开发文档 比如这里我就在官方找到正确的id描述 然后我就把参数标签换过来

usaco 1.3 Barn Repair(贪心)

思路:用上M块木板时有 M-1 个间隙。目标是让总间隙最大。将相邻两个有牛的牛棚之间间隔的牛棚数排序,选取最大的M-1个作为间隙,其余地方用木板盖住。 做法: 1.若,板(M) 的数目大于或等于 牛棚中有牛的数目(C),则 目测 给每个牛牛发一个板就为最小的需求~ 2.否则,先对 牛牛们的门牌号排序,然后 用一个数组 blank[ ] 记录两门牌号之间的距离,然后 用数组 an

poj 3974 and hdu 3068 最长回文串的O(n)解法(Manacher算法)

求一段字符串中的最长回文串。 因为数据量比较大,用原来的O(n^2)会爆。 小白上的O(n^2)解法代码:TLE啦~ #include<stdio.h>#include<string.h>const int Maxn = 1000000;char s[Maxn];int main(){char e[] = {"END"};while(scanf("%s", s) != EO

poj 1258 Agri-Net(最小生成树模板代码)

感觉用这题来当模板更适合。 题意就是给你邻接矩阵求最小生成树啦。~ prim代码:效率很高。172k...0ms。 #include<stdio.h>#include<algorithm>using namespace std;const int MaxN = 101;const int INF = 0x3f3f3f3f;int g[MaxN][MaxN];int n

秋招最新大模型算法面试,熬夜都要肝完它

💥大家在面试大模型LLM这个板块的时候,不知道面试完会不会复盘、总结,做笔记的习惯,这份大模型算法岗面试八股笔记也帮助不少人拿到过offer ✨对于面试大模型算法工程师会有一定的帮助,都附有完整答案,熬夜也要看完,祝大家一臂之力 这份《大模型算法工程师面试题》已经上传CSDN,还有完整版的大模型 AI 学习资料,朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费