贪心算法以及二分查找的运用
感悟:思考问题角度要进行转化,无思路时,转化下着眼点!
题目:
传送带上的包裹必须在 D 天内从一个港口运送到另一个港口。
传送带上的第 i个包裹的重量为weights[i]。每一天,我们都会按给出重量的顺序往传送带上装载包裹。我们装载的重量不会超过船的最大运载重量。
返回能在 D 天内将传送带上的所有包裹送达的船的最低运载能力。
示例 1:
输入:weights = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10], D = 5
输出:15
解释:
船舶最低载重 15 就能够在 5 天内送达所有包裹,如下所示:
第 1 天:1, 2, 3, 4, 5
第 2 天:6, 7
第 3 天:8
第 4 天:9
第 5 天:10
请注意,货物必须按照给定的顺序装运
因此使用载重能力为14的船舶并将包装分成 (2, 3, 4, 5), (1, 6, 7), (8), (9), (10) 是不允许的。
示例 2:
输入:weights = [3,2,2,4,1,4], D = 3
输出:6
解释:
船舶最低载重 6 就能够在 3 天内送达所有包裹,如下所示:
第 1 天:3, 2
第 2 天:2, 4
第 3 天:1, 4
示例 3:
输入:weights = [1,2,3,1,1], D = 4
输出:3
解释:
第 1 天:1
第 2 天:2
第 3 天:3
第 4 天:1, 1
提示:
1 <= D <= weights.length <= 50000
1 <= weights[i] <= 500
思路:
贪心算法+二分查找
第一印象还是暴力穷举:但是可以稍稍缩小下穷举范围,船的运力最小值肯定是weights数组的最大值,最大值为weights数组所有元素之和。
所以,从船运力最小值(weights数组的最大值)依次递增,(贪心算法)船每天运输,则尽可能多的运输货物(在不超过其运力的情况下),并判断该运力下是否能在指定天内完成运输?依次进行则会求到船完成任务的最低运力。
当然上述方法会存在一个问题,依次增加的时间复杂度过高,效率太低。
所以性能上优化:采用是[weights数组的最大值 ,weights数组所有元素之和] 二分查找。
代码如下:
class Solution {
public static int shipWithinDays(int[] weights, int D) {
// 确定船运力的范围--用于二分查找
// 船的运力
int modWeight = 0;
int minIndex = 0;
int maxIndex = 0;
for(int value : weights){
if (value > minIndex){
minIndex = value;
}
maxIndex += value;
}
// 特殊情况处理:表明weights数组长度为1
if(minIndex == maxIndex){
return minIndex;
}
// 二分查找+贪心算法求船最小运力
while(minIndex < maxIndex){
// 二分法;中间值作为船的运力,代入判断
modWeight = minIndex + (maxIndex-minIndex)/2;
int days = 1;
int allNowWeight = 0;
for(int i = 0; i < weights.length; i++){
allNowWeight += weights[i];
if (allNowWeight > modWeight){
days++;
allNowWeight = weights[i];
}
// 说明船运力为modWeight时运力不足,故加一作为新的最小值
if(days > D){
minIndex = modWeight+1;
break;
}
}
// 说明船运力足够
if(days <= D){
maxIndex = modWeight;
}
}
return minIndex;
}
}
感悟:代码中这段代码,+1操作的目的是跳出循环,否则会陷入死循环;所以在二分查找中,跳出循环的操作需要小小思考下。道人在leetCode多次提交,提示超时,很崩溃。
举例说明:
经过n次二分查找,minIndex = 14,maxIndex = 15,则计算的modWeight = 14,且计算得出modWeight=14时,船运力不足,则minIndex = modWeight的话(将14赋值给minIndex),程序则会进入死循环。
// 说明船运力为modWeight时运力不足,故加一作为新的最小值
if(days > D){
minIndex = modWeight+1;
break;
}
不选择船运力足够情况下 maxIndex = modWeight-1; 可能漏过modWeight这个解。
// 说明船运力足够 modweight-1,如此时modWeight为船最小运力(正确答案)
// -1 操作可以跳出循环,但是会漏过本题的解。
if(days <= D){
maxIndex = modWeight - 1;
}