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贪心算法中常见的使用方法逻辑整理

2024年08月02日 算法 我要评论
贪心算法 常见的使用方法逻辑整理

贪心算法 常见的使用方法逻辑整理


1. 贪心算法 特点

贪心算法,又名贪婪法,是寻找最优解问题的常用方法,这种方法模式一般将求解过程分成若干个步骤,但每个步骤都应用 贪心原则 ,选取当前状态下最好/最优的选择(局部最有利的选择),并以此希望最后堆叠出的结果也是最好/最优的解。

2. 贪心算法 通用方法

贪婪法的基本步骤:

  • 步骤1:从某个初始解出发;
  • 步骤2:采用迭代的过程,当可以向目标前进一步时,就根据局部最优策略,得到一部分解,缩小问题规模;
  • 步骤3:将所有解综合起来。

3. 常见面试题

一些总结

3.1 划分字母区间

给你一个字符串 s 。我们要把这个字符串划分为尽可能多的片段,同一字母最多出现在一个片段中。

注意,划分结果需要满足:将所有划分结果按顺序连接,得到的字符串仍然是 s 。

返回一个表示每个字符串片段的长度的列表。

示例 1:
输入:s = “ababcbacadefegdehijhklij”
输出:[9,7,8]
解释:

  • 划分结果为 “ababcbaca”、“defegde”、“hijhklij” 。
  • 每个字母最多出现在一个片段中。
  • 像 “ababcbacadefegde”, “hijhklij” 这样的划分是错误的,因为划分的片段数较少。

示例 2:
输入:s = “eccbbbbdec”
输出:[10]

解法

  • 首先对字符串进行分割一定是从下标等于0的字符s1开始,找到最远的s1的下标index,循环0到index中的所有字符,找到这些字符的最远下标位置maxlength
  • 如果maxlength大于index,则循环的边界要改为maxlength,直到0到max之间的字符都在这个片段之外不存在。
  • 然后对字符串s进行substring截取,得到一个新的字符串,重复这一步骤,直到s变为空字符串

代码示例

class solution {
    public list<integer> partitionlabels(string s) {
        list<integer> list = new arraylist<>();
        while(!s.equals("")) {
            string sub = s.substring(0,1);
            int i = s.lastindexof(sub);
            int maxlength = i;
            for(int j = 0;j < maxlength;j++) {
                int i1 = s.lastindexof(s.substring(j, j+1));
                maxlength = math.max(maxlength, i1);
            }
            list.add(maxlength + 1);
            s =s.substring(maxlength + 1);
        }
        return list;
    }
}

3.2 买卖股票的最佳时机

给定一个数组 prices ,它的第 i 个元素 prices[i] 表示一支给定股票第 i 天的价格。

你只能选择 某一天 买入这只股票,并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。

返回你可以从这笔交易中获取的最大利润。如果你不能获取任何利润,返回 0 。

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;同时,你不能在买入前卖出股票。
示例 2:

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。

解法

买股票的核心思想是低买高卖,因此应单随时记录后续的最低点以及最大利润,统计最大利润

代码示例

class solution {
    public int maxprofit(int[] prices) {
        int minprice = integer.max_value;
        int maxpro = 0;
        for(int i = 0;i < prices.length;i++) {
            maxpro = math.max(maxpro, prices[i]-minprice);
            minprice = math.min(minprice, prices[i]);
        }
        return maxpro;
    }
}
          

3.3 跳跃游戏

给你一个非负整数数组 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,如果可以,返回 true ;否则,返回 false 。

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。

思路和解法

随时记录当前位置 i + nums[i] > maxposition,如果满足说明就到底最大的位置了

class solution {
    public boolean canjump(int[] nums) {
        int maxpos = 0;
        for(int i = 0;i < nums.length;i++) {
            if(i <= maxpos) {
                maxpos = math.max(maxpos, i + nums[i]);
                if(maxpos >= nums.length - 1) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
}      

3.4 跳跃游戏 ii

给定一个长度为 n 的 0 索引整数数组 nums。初始位置为 nums[0]。

每个元素 nums[i] 表示从索引 i 向前跳转的最大长度。换句话说,如果你在 nums[i] 处,你可以跳转到任意 nums[i + j] 处:

0 <= j <= nums[i]
i + j < n
返回到达 nums[n - 1] 的最小跳跃次数。生成的测试用例可以到达 nums[n - 1]。

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

解法思路

整体上跟跳跃游戏一致,只是稍作变通

代码示例

class solution {
    public int jump(int[] nums) {
        int posi = nums.length - 1;
        int step = 0;
        while(posi > 0) {
            for(int i = 0;i < nums.length;i++) {
                if(i + nums[i] >= posi) {
                    posi = i;
                    step++;
                    break;
                }
            }
        }
        return step;
    }
}

4. 参考文档

暂无,相关面试题请参考leetcode以及相关说明

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