Leecode刷题C语言之我的日程安排表③

执行结果:通过

执行用时和内存消耗如下：

typedef struct {
    int size;
    int maxIntersection;
    int** books;
    // #ifdef DEBUG
    // int runCount;
    // #endif
} MyCalendarThree;

void insert(MyCalendarThree*, int, int, int, int);
int* binarySearch(int*, int, int);

MyCalendarThree* myCalendarThreeCreate() {
    MyCalendarThree* newCal = (MyCalendarThree*)malloc(sizeof(MyCalendarThree));
    newCal -> size = 0;
    newCal -> maxIntersection = 0;
    newCal -> books = (int**)malloc(sizeof(int*) * 2);
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        (newCal -> books)[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * 400);
    }
    // #ifdef DEBUG
    // newCal -> runCount = 0;
    // #endif

    return newCal;
}

int myCalendarThreeBook(MyCalendarThree* obj, int startTime, int endTime) {
    //printf("New Process\n");
    int* sLoc = binarySearch((obj -> books)[0], obj -> size, startTime);
    int* eLoc = binarySearch((obj -> books)[1], obj -> size, startTime);
    int initialSLoc = (int)(sLoc - (obj -> books)[0]);
    int eeLoc = (int)(binarySearch((obj -> books)[1], obj -> size, endTime) - (obj -> books)[1]);
    //printf("Initial: %d, %d\n", initialSLoc, (int)(eLoc - (obj -> books)[1]));
    int count = initialSLoc - (int)(eLoc - (obj -> books)[1]) + 1;
    // #ifdef DEBUG
    // DEBUG(9);
    // #endif
    while (*sLoc < endTime) {
        if (count > obj -> maxIntersection) obj -> maxIntersection = count;
        if ((int)(sLoc - (obj -> books)[0]) >= obj -> size) {
            break;
        }
        //printf("count: %d\n", count);
        if (*sLoc < *eLoc) { sLoc++; count++; }
        else { eLoc++; count--; }
    }
    if (count > obj -> maxIntersection) obj -> maxIntersection = count;
    insert(obj, startTime, endTime, initialSLoc, eeLoc);
    //printf("True, size=%d\n", obj -> size);
    return obj -> maxIntersection;
}

void myCalendarThreeFree(MyCalendarThree* obj) {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        free((obj -> books)[i]);
    }
    free(obj -> books);
    free(obj);
}

/**
 * Your MyCalendarThree struct will be instantiated and called as such:
 * MyCalendarThree* obj = myCalendarThreeCreate();
 * int param_1 = myCalendarThreeBook(obj, startTime, endTime);
 
 * myCalendarThreeFree(obj);
*/

int* binarySearch(int* arr, int size, int target) {
    int l = 0;
    int r = size - 1;
    while (l <= r) {
        int i = (l + r) / 2;
        if (target >= arr[i]) l = i + 1;
        else r = i - 1;
    }
    return arr + l;
}

void insert(MyCalendarThree* obj, int startTime, int endTime, int sIdx, int eIdx) {
    memmove(
        (obj -> books)[0] + sIdx + 1,
        (obj -> books)[0] + sIdx,
        (obj -> size - sIdx) * sizeof(int)
    );
    memmove(
        (obj -> books)[1] + eIdx + 1,
        (obj -> books)[1] + eIdx,
        (obj -> size - eIdx) * sizeof(int)
    );
    (obj -> books)[0][sIdx] = startTime;
    (obj -> books)[1][eIdx] = endTime;
    (obj -> size)++;
}

解题思路：

这段代码实现了一个名为 MyCalendarThree 的数据结构，用于跟踪在一段时间内（由开始时间和结束时间定义）的日程安排，并计算在任何给定时间点同时存在的最大日程数。下面是代码的思路分析：

数据结构定义

• MyCalendarThree 结构体包含以下成员：
  • int size：当前已存储的日程数量。
  • int maxIntersection：在任何给定时间点同时存在的最大日程数。
  • int** books：一个二维数组，其中 books[0] 存储所有日程的开始时间，books[1] 存储所有日程的结束时间。这样做可以方便地通过二分查找定位开始和结束时间。
  • 注释掉的 #ifdef DEBUG 部分用于调试，不在生产代码中启用。

函数实现

1. myCalendarThreeCreate ：
   • 分配并初始化 MyCalendarThree 结构体。
   • 初始化 size 为 0，maxIntersection 为 0。
   • 为 books 分配内存，初始化为存储两个包含 400 个整数的数组（预设大小，可以根据需要调整）。
   • 返回创建的 MyCalendarThree 实例。
2. binarySearch ：
   • 在给定的数组 arr 中查找第一个大于或等于 target 的元素的指针。
   • 使用二分查找算法提高查找效率。
   • 返回指向找到的位置的指针。
3. myCalendarThreeBook ：
   • 使用 binarySearch 找到新日程的开始时间和结束时间在 books 中的位置。
   • 计算初始的重叠数量（基于二分查找结果）。
   • 遍历受影响的日程区间，更新 maxIntersection，并根据需要调整 count（重叠数量）。
   • 使用 insert 函数将新日程的开始和结束时间插入到 books 中。
   • 返回当前的 maxIntersection。
4. insert ：
   • 使用 memmove 函数为新的日程在 books 数组中腾出空间。
   • 将新日程的开始和结束时间插入到正确的位置。
   • 更新 size。
5. myCalendarThreeFree ：
   • 释放 MyCalendarThree 结构体中分配的所有内存。

使用流程

• 创建一个 MyCalendarThree 实例。
• 使用 myCalendarThreeBook 函数添加日程，并获取当前的 maxIntersection。
• 当不再需要时，使用 myCalendarThreeFree 释放 MyCalendarThree 实例占用的内存。

关键点

• 时间复杂度 ：
  • binarySearch：O(log n)，其中 n 是 books 中的日程数量。
  • myCalendarThreeBook：在最坏情况下，需要遍历所有日程来计算重叠，但由于使用了二分查找定位新日程的位置，所以整体复杂度仍较低。
• 空间复杂度 ：
  • 预设了 400 个元素的数组来存储日程的开始和结束时间，这是根据预期使用情况进行的一个折衷。如果日程数量超过这个预设值，可能需要重新设计数据结构以动态扩展数组。