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关于算法:区间调度之区间交集问题

读完本文,你能够去力扣拿下如下题目:

986. 区间列表的交加

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本文是区间系列问题的第三篇,前两篇别离讲了区间的最大不相交子集和重叠区间的合并,明天再写一个算法,能够疾速找出两组区间的交加。

先看下题目,LeetCode 第 986 题就是这个问题:

题目很好了解,就是让你找交加,留神区间都是闭区间。

思路

解决区间问题的思路个别是先排序,以便操作,不过题目说曾经排好序了,那么能够用两个索引指针在 AB 中游走,把交加找进去,代码大略是这样的:

# A, B 形如 [[0,2],[5,10]...]
def intervalIntersection(A, B):
    i, j = 0, 0
    res = []
    while i < len(A) and j < len(B):
        # ...
        j += 1
        i += 1
    return res

不难,咱们先老老实实剖析一下各种状况。

首先,对于两个区间 ,咱们用 [a1,a2][b1,b2] 示意在 AB 中的两个区间,那么什么状况下这两个区间 没有交加 呢:

只有这两种状况,写成代码的条件判断就是这样:

if b2 < a1 or a2 < b1:
    [a1,a2] 和 [b1,b2] 无交加

那么,什么状况下,两个区间存在交加呢?依据命题的否定,下面逻辑的否命题就是存在交加的条件:

# 不等号取反,or 也要变成 and
if b2 >= a1 and a2 >= b1:
    [a1,a2] 和 [b1,b2] 存在交加

接下来,两个区间存在交加的状况有哪些呢?穷举进去:

这很简略吧,就这四种状况而已。那么接下来思考,这几种状况下,交加是否有什么共同点呢?

咱们惊奇地发现,交加区间是有法则的!如果交加区间是 [c1,c2],那么 c1=max(a1,b1)c2=min(a2,b2)!这一点就是寻找交加的外围,咱们把代码更进一步:

while i < len(A) and j < len(B):
    a1, a2 = A[i][0], A[i][1]
    b1, b2 = B[j][0], B[j][1]
    if b2 >= a1 and a2 >= b1:
        res.append([max(a1, b1), min(a2, b2)])
    # ...

最初一步,咱们的指针 ij 必定要后退(递增)的,什么时候应该后退呢?

联合动画示例就很好了解了,是否后退,只取决于 a2b2 的大小关系:

while i < len(A) and j < len(B):
    # ...
    if b2 < a2:
        j += 1
    else:
        i += 1

代码

# A, B 形如 [[0,2],[5,10]...]
def intervalIntersection(A, B):
    i, j = 0, 0 # 双指针
    res = []
    while i < len(A) and j < len(B):
        a1, a2 = A[i][0], A[i][1]
        b1, b2 = B[j][0], B[j][1]
        # 两个区间存在交加
        if b2 >= a1 and a2 >= b1:
            # 计算出交加,退出 res
            res.append([max(a1, b1), min(a2, b2)])
        # 指针后退
        if b2 < a2: j += 1
        else:       i += 1
    return res

总结一下,区间类问题看起来都比较复杂,状况很多难以解决,但实际上通过观察各种不同状况之间的共性能够发现法则,用简洁的代码就能解决。

另外,区间问题没啥特地厉害的奇技淫巧,其操作也朴实无华,但其利用却非常宽泛。

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