Day26:贪心算法part4(452.用最少数量的箭引爆气球、435.无重叠区间、763.划分字母区间)

452.用最少数量的箭引爆气球

题目链接https://leetcode.cn/problems/minimum-number-of-arrows-to-burst-balloons/description/

在二维空间中有许多球形的气球。对于每个气球,提供的输入是水平方向上,气球直径的开始和结束坐标。由于它是水平的,所以纵坐标并不重要,因此只要知道开始和结束的横坐标就足够了。开始坐标总是小于结束坐标。

一支弓箭可以沿着 x 轴从不同点完全垂直地射出。在坐标 x 处射出一支箭,若有一个气球的直径的开始和结束坐标为 xstart,xend, 且满足 xstart ≤ x ≤ xend,则该气球会被引爆。可以射出的弓箭的数量没有限制。 弓箭一旦被射出之后,可以无限地前进。我们想找到使得所有气球全部被引爆,所需的弓箭的最小数量。

给你一个数组 points ,其中 points [i] = [xstart,xend] ,返回引爆所有气球所必须射出的最小弓箭数。

示例 1:

  • 输入:points = [[10,16],[2,8],[1,6],[7,12]]
  • 输出:2
  • 解释:对于该样例,x = 6 可以射爆 [2,8],[1,6] 两个气球,以及 x = 11 射爆另外两个气球

示例 2:

  • 输入:points = [[1,2],[3,4],[5,6],[7,8]]
  • 输出:4

示例 3:

  • 输入:points = [[1,2],[2,3],[3,4],[4,5]]
  • 输出:2

示例 4:

  • 输入:points = [[1,2]]
  • 输出:1

示例 5:

  • 输入:points = [[2,3],[2,3]]
  • 输出:1

提示:

  • 0 <= points.length <= 10^4
  • points[i].length == 2
  • -2^31 <= xstart < xend <= 2^31 - 1

总结

按照起始位置排序,从前向后遍历气球数组,靠左尽可能让气球重复。

如果气球重叠了,重叠气球中右边边界的最小值 之前的区间一定需要一个弓箭

以题目示例: [[10,16],[2,8],[1,6],[7,12]]为例,如图:(方便起见,已经排序)

可以看出首先第一组重叠气球,一定是需要一个箭,气球3,的左边界大于了 第一组重叠气球的最小右边界,所以再需要一支箭来射气球3了。

java 复制代码
class Solution {
    public int findMinArrowShots(int[][] points) {
        // 根据气球直径的开始坐标从小到大排序
        // 使用Integer内置比较方法,不会溢出
        Arrays.sort(points, (a, b) -> Integer.compare(a[0], b[0]));

        int count = 1;  // points 不为空至少需要一支箭
        for (int i = 1; i < points.length; i++) {
            if (points[i][0] > points[i - 1][1]) {  // 气球i和气球i-1不挨着,注意这里不是>=
                count++; // 需要一支箭
            } else {  // 气球i和气球i-1挨着
                points[i][1] = Math.min(points[i][1], points[i - 1][1]); // 更新重叠气球最小右边界
            }
        }
        return count;
    }
}

435.无重叠区间

题目链接https://leetcode.cn/problems/non-overlapping-intervals/description/

给定一个区间的集合,找到需要移除区间的最小数量,使剩余区间互不重叠。

注意: 可以认为区间的终点总是大于它的起点。 区间 [1,2] 和 [2,3] 的边界相互"接触",但没有相互重叠。

示例 1:

  • 输入: [ [1,2], [2,3], [3,4], [1,3] ]
  • 输出: 1
  • 解释: 移除 [1,3] 后,剩下的区间没有重叠。

示例 2:

  • 输入: [ [1,2], [1,2], [1,2] ]
  • 输出: 2
  • 解释: 你需要移除两个 [1,2] 来使剩下的区间没有重叠。

示例 3:

  • 输入: [ [1,2], [2,3] ]
  • 输出: 0
  • 解释: 你不需要移除任何区间,因为它们已经是无重叠的了。

总结

本题其实和452.用最少数量的箭引爆气球 (opens new window)非常像,弓箭的数量就相当于是非交叉区间的数量,只要把弓箭那道题目代码里射爆气球的判断条件加个等号(认为[0,1][1,2]不是相邻区间),然后用总区间数减去弓箭数量 就是要移除的区间数量了。

java 复制代码
class Solution {
    public int eraseOverlapIntervals(int[][] intervals) {
        Arrays.sort(intervals, (a, b) -> Integer.compare(a[0], b[0]));

        int sum = 1;

        for (int i = 1; i < intervals.length; i++) {
            if (intervals[i][0] >= intervals[i - 1][1]) {
                sum++;
            } else {
                intervals[i][1] = Math.min(intervals[i][1], intervals[i - 1][1]);
            }
        }

        return intervals.length - sum;
    }
}

763.划分字母区间

题目链接https://leetcode.cn/problems/partition-labels/description/

字符串 S 由小写字母组成。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。返回一个表示每个字符串片段的长度的列表。

示例:

  • 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" 的划分是错误的,因为划分的片段数较少。

提示:

  • S的长度在[1, 500]之间。
  • S只包含小写字母 'a' 到 'z' 。

总结

在遍历的过程中相当于是要找每一个字母的边界,如果找到之前遍历过的所有字母的最远边界,说明这个边界就是分割点了。此时前面出现过所有字母,最远也就到这个边界了。

可以分为如下两步:

  • 统计每一个字符最后出现的位置
  • 从头遍历字符,并更新字符的最远出现下标,如果找到字符最远出现位置下标和当前下标相等了,则找到了分割点

如图:

java 复制代码
class Solution {
    public List<Integer> partitionLabels(String s) {
        // 1. 记录每个字符的最后出现位置
        int[] lastOccurrence = new int[26];
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            lastOccurrence[s.charAt(i) - 'a'] = i;
        }
        
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        int start = 0; // 当前片段的起始位置
        int end = 0;   // 当前片段的结束位置
        
        // 2. 遍历字符串,动态维护片段的结束边界
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            // 更新当前片段的结束位置为当前字符的最后出现位置
            end = Math.max(end, lastOccurrence[s.charAt(i) - 'a']);
            
            // 如果当前位置等于当前片段的结束位置,说明可以划分
            if (i == end) {
                result.add(end - start + 1); // 记录片段长度
                start = i + 1; // 开始下一个片段
            }
        }
        
        return result;
    }
}
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