一. 贪心基础 Assign Cookies
假设你是一位很棒的家长,想要给你的孩子们一些小饼干。但是,每个孩子最多只能给一块饼干。对每个孩子 i ,都有一个胃口值 g(i) ,这是能让孩子们满足胃口的饼干的最小尺寸;并且每块饼干 j ,都有一个尺寸 s(j) 。如果 s(j) >= g(i) ,我们可以将这个饼干 j 分配给孩子 i ,这个孩子会得到满足。你的目标是尽可能满足越多数量的孩子,并输出这个最大数值。
注意:
你可以假设胃口值为正。
一个小朋友最多只能拥有一块饼干。
示例 1:
输入: [1,2,3], [1,1]
输出: 1
解释:
你有三个孩子和两块小饼干,3个孩子的胃口值分别是:1,2,3。
虽然你有两块小饼干,由于他们的尺寸都是1,你只能让胃口值是1的孩子满足。
所以你应该输出1。
示例 2:
输入: [1,2], [1,2,3]
输出: 2
解释:
你有两个孩子和三块小饼干,2个孩子的胃口值分别是1,2。
你拥有的饼干数量和尺寸都足以让所有孩子满足。
所以你应该输出2.
解决思路
先把饼干按大小排序, 小朋友按胃口大小排序
如果最大的饼干能满足胃口最大的小朋友, 就把最大的饼干给他,
否则就把最大的饼干给胃口第二大的小朋友....以此类推
代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
/// 455. Assign Cookies
/// https://leetcode.com/problems/assign-cookies/description/
/// 先尝试满足最贪心的小朋友
/// 时间复杂度: O(nlogn) 主要体现在排序中
/// 空间复杂度: O(1)
class Solution {
public:
int findContentChildren(vector<int>& g, vector<int>& s) {
// s表示饼干 g表示小朋友
sort(g.begin(), g.end(), greater<int>()); // 从大到小排序, greater表示从大到小, 否则默认从小到大
sort(s.begin(), s.end(), greater<int>());
int gi = 0, si = 0;
int res = 0;
while(gi < g.size() && si < s.size()){
if(s[si] >= g[gi]){
res ++;
si ++;
gi ++;
}
else
gi ++;
}
return res;
}
};
二. 贪心算法和动态规划的关系 Non-overiapping Intervals
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。
解题思路
暴力解法: 先要排序, 方便判断不重叠,找出所有子区间的组合, 之后判断它不重叠。 O((2^n)*n)
动态规划: 先要排序, 方便判断不重叠,使用最长上升子序列 的解法
动态规划代码
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
/// Definition for an interval.
struct Interval {
int start;
int end;
Interval() : start(0), end(0) {}
Interval(int s, int e) : start(s), end(e) {}
};
bool compare(const Interval &a, const Interval &b){
if(a.start != b.start)
return a.start < b.start;
return a.end < b.end;
}
/// 435. Non-overlapping Intervals
/// https://leetcode.com/problems/no ... ervals/description/
/// 动态规划
/// 时间复杂度: O(n^2)
/// 空间复杂度: O(n)
class Solution {
public:
int eraseOverlapIntervals(vector<Interval>& intervals) {
if(intervals.size() == 0)
return 0;
sort(intervals.begin(), intervals.end(), compare);
// memo表示以intervals为结尾的区间能构成的最长不重叠区间序列 个数, 开始时 都为1
vector<int> memo(intervals.size(), 1);
for(int i = 1 ; i < intervals.size() ; i ++)
// memo
for(int j = 0 ; j < i ; j ++) // 扫描i前面的 所有区间
if(intervals.start >= intervals[j].end) // 满足条件, 则计算 到第i个区间时, 可以连起来的区间数
memo = max(memo, 1 + memo[j]);
int res = 0;
for(int i = 0; i < memo.size() ; i ++)
res = max(res, memo);
return intervals.size() - res; // 得到要去除的 最少区间数
}
};
贪心算法
按照区间的结尾排序,
每次选择结尾最早的, 且和前一个区间不重叠的区间
代码
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
/// Definition for an interval.
struct Interval {
int start;
int end;
Interval() : start(0), end(0) {}
Interval(int s, int e) : start(s), end(e) {}
};
bool compare(const Interval &a, const Interval &b){ // 结尾早的排前面, 结尾一样 选区间长的排前面
if(a.end != b.end)
return a.end < b.end;
return a.start < b.start;
}
/// 435. Non-overlapping Intervals
/// https://leetcode.com/problems/no ... ervals/description/
/// 贪心算法
/// 时间复杂度: O(n)
/// 空间复杂度: O(n)
class Solution {
public:
int eraseOverlapIntervals(vector<Interval>& intervals) {
if(intervals.size() == 0)
return 0;
sort(intervals.begin(), intervals.end(), compare);
int res = 1; // 当前可以保留的 区间数
int pre = 0;
for(int i = 1 ; i < intervals.size() ; i ++)
if(intervals.start >= intervals[pre].end){
res ++;
pre = i;
}
return intervals.size() - res;
}
};
三. 贪心选择性质的证明
一般过程如下:
假设贪心算法为A 不是最优解,
则存在一个最优算法O
只要证明A完全可以代替O,且不影响求出最优解 即可
上一节中贪心选择性质的证明
题目: 给定一组区间, 问最多保留多少个区间, 可以让这些区间之间相互不重叠。
贪心算法: 按照区间的结尾排序, 每次选择结尾最早的, 且和前一个区间不重叠的区间
反证法证明:
贪心算法的 某次选择的是[s(i), f(i)] 这个区间; 其中f(i)是当前所有选择中结尾最早的
假设这个选择不是最优解。 也就是说, 如果这个问题的最优解为k, 则这个问题得到的解, 最多为k-1
假设最优解在这一步选择的是[s(j), f(j)], f(j)>f(i)
显然 可以将[s(i),f(i)]替换[s(j),f(j)], 而不影响后序的区间选择:
f(j)>f(i) 显然不会影响后面选择
而s(i)和s(i), 则隐藏在条件中:
前面的m次选择是一样的, 到这一次 使用'贪心选择'还是 '最优选择', 都不会对全面已经选择过的区间 产生影响了
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