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起因是一场周赛的题目 1705. 吃苹果的最大数目
有一棵非凡的苹果树,一连 n 天,每天都能够长出若干个苹果。在第 i 天,树上会长出 apples[i] 个苹果,这些苹果将会在 days[i] 天后(也就是说,第 i + days[i] 地利)腐烂,变得无奈食用。也可能有那么几天,树上不会长出新的苹果,此时用 apples[i] == 0 且 days[i] == 0 示意。
你打算每天 最多 吃一个苹果来保障养分平衡。留神,你能够在这 n 天之后持续吃苹果。
给你两个长度为 n 的整数数组 days 和 apples,返回你能够吃掉的苹果的最大数目。
示例:
apples = [1,2,3,5,2], days = [3,2,1,4,2]
- 第一天,你吃掉第一天长进去的苹果。
- 第二天,你吃掉一个第二天长进去的苹果。
- 第三天,你吃掉一个第二天长进去的苹果。过了这一天,第三天长进去的苹果就曾经腐烂了。
- 第四天到第七天,你吃的都是第四天长进去的苹果。
形容中的第四天到第七天吃的都是第四天的苹果,我认为是记录以后残余苹果的贪婪,理论应该是
- 第四天,吃掉一个第四天长出的苹果。
- 第五天,第四天的四个苹果保质三天,第五天的两个苹果保质两天,吃掉一个第五天的苹果
- 第六天,第四天的四个苹果保质两天,第五天的一个苹果保质一天,吃掉一个第五天的苹果
- 第七天,第四天的四个苹果保质一天,吃掉一个第四天苹果
- 第八天,第四天的三个苹果保质零天,没的吃。
做题
要优先吃快要坏掉的苹果,分为三步:
var eatenApples = function(apples, days) {
let aLen = apples.length
let eat = 0
let queue = [] // 依照好坏水平排序的苹果队列
let i = 0 // 以后是第几天
// todo
// 1、把明天的苹果收起来
// 2、把坏掉的苹果扔掉
// 3、吃一个
return eat
};
1、收苹果
// 收苹果时须要把当天的苹果放入适合地位
// 以保障 queue 是依照从坏到好的程序
if(i < aLen && apples[i]) {
let j = queue.length - 1
while(j >= 0 && ((i + days[i]) < (queue[j] + days[queue[j]]))) {
// queue 不为空 且 以后天的苹果的保质期 < queue 倒序中的苹果的保质期
queue[j + 1] = queue[j]
j--
}
queue[j + 1] = i
}
2、扔坏苹果
while(
queue.length > 0 &&
(apples[queue[0]] <= 0 || i >= (queue[0] + days[queue[0]]))
// 第一坏的地位没苹果了 或者 第一坏的地位曾经过保质期了
) queue.shift()
3、吃
if(queue.length > 0) {apples[queue[0]]--
eat++
}
曾经能够过了,然而只击败了 56%,起因在于咱们优先队列的实现形式是简略数组,每次插入和 shift() 的时候都是 O(n)
的复杂度,接下来就是应用二叉堆来实现一个优先队列。
二叉堆
二叉堆实质是齐全二叉树,分为最大堆和最小堆,最大堆就是任意一个父节点,都大于他的子节点的值,最小堆同理,任意一个父节点都小于他的子节点的值。
二叉堆的根节点叫做堆顶,最大堆的根节点是堆的最大元素,最小堆的根节点是堆的最小元素。
二叉堆的操作包含:插入节点,删除节点,构建二叉堆,这三种操作又都是基于节点的上浮和下沉
(图为插入节点和删除节点示意)
上面应用数组来简略实现一个最小二叉堆
function BinaryHeap() {this.list = []
}
BinaryHeap.prototype = {push(data) {this.list.push(data)
this._moveUp()},
pop() {const data = this.list[0]
this.list[0] = this.list[this.list.length - 1]
this.list.pop()
this._moveDown(0)
return data
},
// 节点上浮
_moveUp() {
let childIndex = this.list.length - 1
let parentIndex = (childIndex - 1) >>> 1
let temp = this.list[childIndex]
while(childIndex > 0 && temp < this.list[parentIndex]) {this.list[childIndex] = this.list[parentIndex]
childIndex = parentIndex
parentIndex = (parentIndex - 1) >>> 1
}
this.list[childIndex] = temp
},
// 节点下沉
_moveDown(index) {
let parent = index
let temp = this.list[parent]
let child = 2 * parent + 1
while(child < this.list.length) {if(child < this.list.length - 1 && this.list[child + 1] < this.list[child]) {
// 如果有两个子节点, 将父节点下沉到更小的节点的地位
child++
}
if(this.list[child] < temp) {this.list[parent] = this.list[child]
parent = child
child = 2 * parent + 1
} else {break}
}
this.list[parent] = temp
}
}
二叉堆的 push
和pop
都是 logn 的复杂度,类比二分查找,大家都是 logn,能不能用二分代替嘞,不能。
因为二叉堆的 logn 是 查 + 替换,二分查找的 logn 只有查,替换是 n,所以不能。
利用
上面应用二叉堆来改写代码,只须要把咱们实现的二叉堆中是否上浮和下沉的比照条件批改一下,反复代码就不占篇幅了,大略代码如下
function BinaryHeap(compareArr) {this.list = []
this.compareArr = compareArr
}
BinaryHeap.prototype = {lessThan(index1, index2) {return (index1 + this.compareArr[index1]) < (index2 + this.compareArr[index2])
},
first() {return this.list[0]
},
length() {return this.list.length},
push(data) {// ...},
pop() {// ...},
_moveUp() {
// ...
while(childIndex > 0 && this.lessThan(temp, this.list[parentIndex])) {// ...}
// ...
},
_moveDown(index) {
// ...
while(child < this.list.length) {if(child < this.list.length - 1 && this.lessThan(this.list[child + 1],this.list[child])) {child++}
if(this.lessThan(this.list[child], temp)) {// ...} else {break}
}
this.list[parent] = temp
}
}
var eatenApples = function(apples, days) {
let aLen = apples.length
let eat = 0
let queue = new BinaryHeap(days)
let i = 0
while(i < aLen || queue.length > 0) {if(i < aLen && apples[i]) {queue.push(i)
}
while(queue.length() > 0 &&
(apples[queue.first()] <= 0 || (queue.first() + days[queue.first()]) <= i)
) queue.pop()
if(queue.length() > 0) {apples[queue.first()]--
eat++
}
i++
}
return eat
};
二叉堆版本的代码和最后的速度比照
图中序号 2 和 3 是二叉堆版本和线性数组的工夫比照,也从击败 56% 晋升到 92%
序号 1 则是速度排在最后面的答案的从新提交,然而有一个测试用例不通过,可能是补充用例之前的提交。
最初的代码看起来的确很长,然而把二叉堆单拎进去,浏览起来可能更清晰一点。