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leetcode刷题记录35(2024-3-19)【传递信息(dfs、multimap) | 发 LeetCoin(线段树) | 移除元素(双指针) | 跳跃游戏 II(贪心)】

2024年08月02日 算法 我要评论
leetcode刷题记录35(2024-3-19)【传递信息(dfs、multimap) | 发 LeetCoin(线段树) | 移除元素(双指针) | 跳跃游戏 II(贪心)】

lcp 07. 传递信息

小朋友 a 在和 ta 的小伙伴们玩传信息游戏,游戏规则如下:

有 n 名玩家,所有玩家编号分别为 0 ~ n-1,其中小朋友 a 的编号为 0
每个玩家都有固定的若干个可传信息的其他玩家(也可能没有)。传信息的关系是单向的(比如 a 可以向 b 传信息,但 b 不能向 a 传信息)。
每轮信息必须需要传递给另一个人,且信息可重复经过同一个人
给定总玩家数 n,以及按 [玩家编号,对应可传递玩家编号] 关系组成的二维数组 relation。返回信息从小 a (编号 0 ) 经过 k 轮传递到编号为 n-1 的小伙伴处的方案数;若不能到达,返回 0。

示例 1:

输入:n = 5, relation = [[0,2],[2,1],[3,4],[2,3],[1,4],[2,0],[0,4]], k = 3

输出:3

解释:信息从小 a 编号 0 处开始,经 3 轮传递,到达编号 4。共有 3 种方案,分别是 0->2->0->4, 0->2->1->4, 0->2->3->4。

示例 2:

输入:n = 3, relation = [[0,2],[2,1]], k = 2

输出:0

解释:信息不能从小 a 处经过 2 轮传递到编号 2

限制:

2 <= n <= 10
1 <= k <= 5
1 <= relation.length <= 90, 且 relation[i].length == 2
0 <= relation[i][0],relation[i][1] < n 且 relation[i][0] != relation[i][1]

主要思路:

  1. 数据结构的选择,因为涉及到了一对多的键值映射,因此选择multimap这个数据结构;
  2. 对于有多少种选择这种问题,利用dfs进行遍历,同时,利用题目限制的路径长度k,及时返回;

代码如下:

#include <vector>
#include <map>
#include <iostream>

using namespace std;

class solution
{
private:
    multimap<int, int> mp;
    int res = 0, m_n, m_k;
    void dfs(int src, int deep)
    {
        if (deep == m_k)
        {
            if (src == m_n - 1)
            {
                res++;
            }
            return;
        }

        for (auto it = mp.lower_bound(src); it != mp.upper_bound(src); it++)
        {
            dfs(it->second, deep + 1);
        }

        return;
    }

public:
    int numways(int n, vector<vector<int>> &relation, int k)
    {
        m_n = n, m_k = k;
        for (int i = 0; i < relation.size(); i++)
        {
            mp.insert(make_pair(relation[i][0], relation[i][1]));
        }
        dfs(0, 0);
        return res;
    }
};

int main()
{
    solution sol;
    vector<vector<int>> relations = {{0, 2}, {2, 1}};
    int res = sol.numways(3, relations, 2);
    cout << res;
    return 0;
}

关于multimap这个stl的使用及原理,在此做一点补充:

lcp 05. 发 leetcoin

力扣决定给一个刷题团队发leetcoin作为奖励。同时,为了监控给大家发了多少leetcoin,力扣有时候也会进行查询。

该刷题团队的管理模式可以用一棵树表示:

团队只有一个负责人,编号为1。除了该负责人外,每个人有且仅有一个领导(负责人没有领导);
不存在循环管理的情况,如a管理b,b管理c,c管理a。

力扣想进行的操作有以下三种:

给团队的一个成员(也可以是负责人)发一定数量的leetcoin;
给团队的一个成员(也可以是负责人),以及他/她管理的所有人(即他/她的下属、他/她下属的下属,……),发一定数量的leetcoin;
查询某一个成员(也可以是负责人),以及他/她管理的所有人被发到的leetcoin之和。

输入:

n表示团队成员的个数(编号为1~n,负责人为1);
leadership是大小为(n - 1) * 2的二维数组,其中每个元素[a, b]代表b是a的下属;
operations是一个长度为q的二维数组,代表以时间排序的操作,格式如下:
operations[i][0] = 1: 代表第一种操作,operations[i][1]代表成员的编号,operations[i][2]代表leetcoin的数量;
operations[i][0] = 2: 代表第二种操作,operations[i][1]代表成员的编号,operations[i][2]代表leetcoin的数量;
operations[i][0] = 3: 代表第三种操作,operations[i][1]代表成员的编号;
输出:

返回一个数组,数组里是每次查询的返回值(发leetcoin的操作不需要任何返回值)。由于发的leetcoin很多,请把每次查询的结果模1e9+7 (1000000007)。

示例 1:

输入:n = 6, leadership = [[1, 2], [1, 6], [2, 3], [2, 5], [1, 4]], operations = [[1, 1, 500], [2, 2, 50], [3, 1], [2, 6, 15], [3, 1]]
输出:[650, 665]
解释:团队的管理关系见下图。
第一次查询时,每个成员得到的leetcoin的数量分别为(按编号顺序):500, 50, 50, 0, 50, 0;
第二次查询时,每个成员得到的leetcoin的数量分别为(按编号顺序):500, 50, 50, 0, 50, 15.

在这里插入图片描述

限制:

1 <= n <= 50000
1 <= q <= 50000
operations[i][0] != 3 时,1 <= operations[i][2] <= 5000

这道题是lcp的hard题目,应该属于力扣的天花板题目了,需要用线段树来求解。这种数据结构比较复杂,对于非acm选手并不是很友好,自己也是参照着题解1强行写了一波,写的太勉强了,就算是当作线段树的一个初步了解吧。

oi wiki总结的线段树部分很全面:https://oi-wiki.org/ds/seg/.

p.s. 自己总是喜欢挑战一下,但这次挑战下来花费的时间太多了,远远超过了自己给刷题留下的预期时间,得不偿失,这道题的难度也远超过了自己的能力范围,下次还是避一下lcp的hard题目吧,毕竟现在的主要任务不是联系oj。

class solution
{
public:
    static constexpr int max_n = 50000 + 5;
    static constexpr int p = int(1e9) + 7;

    vector<int> g[max_n];
    int sz[max_n], p, dfsorder[max_n], id[max_n];

    long long sum[max_n * 4], tag[max_n * 4];

    int dfsgetorder(int o)
    {
        dfsorder[++p] = o;
        id[o] = p;
        for (const auto &x : g[o])
        {
            sz[o] += dfsgetorder(x);
        }
        return ++sz[o];
    }

    inline int ls(int o)
    {
        return o << 1;
    }

    inline int rs(int o)
    {
        return o << 1 | 1;
    }

    inline void pushdown(int o, int l, int r)
    {
        if (!tag[o])
            return;
        int mid = (l + r) >> 1;
        tag[ls(o)] += tag[o];
        tag[rs(o)] += tag[o];
        sum[ls(o)] += tag[o] * (mid - l + 1);
        sum[rs(o)] += tag[o] * (r - mid);
        tag[o] = 0;
    }

    inline void pushup(int o)
    {
        sum[o] = sum[ls(o)] + sum[rs(o)];
    }

    void update(int o, int l, int r, int l, int r, int v)
    {
        // l,r是线段树范围;l, r是更新范围;
        if (l <= l && r <= r)
        {
            tag[o] += v;
            sum[o] += v * (r - l + 1);
            return;
        }
        int mid = (l + r) >> 1;
        pushdown(o, l, r);
        if (l <= mid)
            update(ls(o), l, mid, l, r, v);
        if (r > mid)
            update(rs(o), mid + 1, r, l, r, v);
        pushup(o);
    }

    long long query(int o, int l, int r, int l, int r)
    {
        if (l <= l && r <= r)
        {
            return sum[o];
        }
        long long ret = 0;
        int mid = (l + r) >> 1;
        pushdown(o, l, r);
        if (l <= mid)
            ret += query(ls(o), l, mid, l, r);
        if (r > mid)
            ret += query(rs(o), mid + 1, r, l, r);
        return ret;
    }

    vector<int> bonus(int n, vector<vector<int>> &leadership, vector<vector<int>> &operations)
    {
        for (const auto &v : leadership)
        {
            g[v[0]].push_back(v[1]);
        }

        fill(sz + 1, sz + n + 1, 0);
        this->p = 0;
        dfsgetorder(1);

        memset(sum, 0, sizeof sum);
        memset(tag, 0, sizeof tag);

        vector<int> ans;
        for (const auto &v : operations)
        {
            if (v[0] == 1)
            {
                update(1, 1, n, id[v[1]], id[v[1]], v[2]);
            }
            else if (v[0] == 2)
            {
                update(1, 1, n, id[v[1]], id[v[1]] + sz[v[1]] - 1, v[2]);
            }
            else
            {
                ans.push_back(query(1, 1, n, id[v[1]], id[v[1]] + sz[v[1]] - 1) % p);
            }
        }

        return ans;
    }
};

27. 移除元素

给你一个数组 nums 和一个值 val,你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素,并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间,你必须仅使用 o(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

说明:

为什么返回数值是整数,但输出的答案是数组呢?

请注意,输入数组是以「引用」方式传递的,这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说,不对实参作任何拷贝
int len = removeelement(nums, val);

// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
print(nums[i]);
}

示例 1:

输入:nums = [3,2,2,3], val = 3
输出:2, nums = [2,2]
解释:函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如,函数返回的新长度为 2 ,而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0],也会被视作正确答案。

示例 2:

输入:nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出:5, nums = [0,1,3,0,4]
解释:函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示:

0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100

利用双指针的思路,头指针从前往后遍历元素,尾指针表示索引最大的值不等于val的元素位置,结束的条件就是头指针大于等于尾指针了,代码如下:

#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

class solution
{
public:
    int removeelement(vector<int> &nums, int val)
    {
        int tail = nums.size() - 1;
        while (tail >= 0 && nums[tail] == val)
        {
            tail--;
        }
        for (int i = 0; i < tail; i++)
        {
            if (nums[i] == val)
            {
                swap(nums[i], nums[tail]);
                while (tail > i && nums[tail] == val)
                {
                    tail--;
                }
            }
        }
        return tail + 1;
    }
};

int main()
{
    solution sol;
    vector<int> nums = {2, 2, 2, 2, 2, 2};
    int val = 2;
    int res = sol.removeelement(nums, val);
    for (int i = 0; i < res; i++)
    {
        cout << nums[i] << " ";
    }
    return 0;
}

45. 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

提示:

1 <= nums.length <= 104
0 <= nums[i] <= 1000
题目保证可以到达 nums[n-1]

自己一开始是把这道题目当成了动态规划来做,代码如下:

class solution
{
public:
    int jump(vector<int> &nums)
    {
        int n = nums.size();
        vector<int> numjump(n, 0);
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            for (int j = i + 1; j <= min(i + nums[i], n - 1); j++)
            {
                numjump[j] = numjump[j] == 0 ? numjump[i] + 1 : min(numjump[j], numjump[i] + 1);
            }
        }
        return numjump[n - 1];
    }
};

提交后,发现时间复杂度较低,在力扣只打败了6%左右的提交。

于是进一步参考了题解,发现题解是利用贪心算法来做的,代码如下:

class solution
{
public:
    int jump(vector<int> &nums)
    {
        int n = nums.size();
        int maxpos = 0; // 下一步可以到达的最远距离
        int end = 0;    // 当前步数,可以到达的最远距离
        int step = 0;   // 当前步数
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            if (i <= maxpos) // 判断是否可以到达
            {
                if (i > end)
                {
                    end = maxpos;
                    step++;
                }
                maxpos = max(maxpos, i + nums[i]);
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
        if (maxpos >= n - 1)
        {
            return step;
        }
        else // 不可以到达,返回-1
        {
            return -1;
        }
    }
};

  1. https://leetcode.cn/problems/coin-bonus/solutions/2477616/fa-leetcoin-by-leetcode-solution-i2zm/ ↩︎

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