关于算法:贪心算法

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二叉树的递归套路临时先告一段落了,明天来聊聊贪婪算法。

一、什么是贪婪算法

1、最具天然智慧的算法

用最一般的思维就能想到的解决办法。

2、用一种部分最功利的规范,总是做出在以后看来是最好的抉择

3、难点在于证实部分最功利的规范能够失去全局最优解

4、对于贪婪算法的学习次要以减少经历和教训为主

对于每一个利用贪婪算法求解的题目,理论采取的贪婪策略都是不同的,也就是说以后的贪婪策略并不能帮忙你解决另外的贪婪题目,然而可能减少你的教训,让你学会如何尝试。

5、只有可能应用对数器校验策略是对的即可

对于每一个贪婪策略,在提出之初,不能举出显著的反例,咱们就能够尝试按此写出代码来,而后用最暴力的形式写出对数器来校验,校验通过则阐明咱们的贪婪策略是对的,否则就须要换一个贪婪策略了。

至于如何去证实验证通过的贪婪策略真的就是对的,这不是咱们须要关怀的事件,把证实留给做学术研究的就能够了。

二、从头到尾讲一道贪婪算法的题目

1、题目形容

给定一个由字符串组成的数组 strs,必须把所有的字符串拼接起来,返回所有拼接后果中,字典序最小的后果。

字典序定义:Java 中字符串的排序形式,比方“abc”和“bce”相比,“abc”第一位 a 的 ASCII 码小于“bce”第一位 b 的 ASCII 码,所以“abc”<“bce”,所以“abc”的字典序更小。对于位数不等的字符串,“abc”和“be”,从各自的第一位开始比拟,“abc”的 a 小于“be”的 b,所以“abc”< “be”。

2、思路

(1)谬误的

可能最直观的解法就是,所有字符串按字典序先排序,将排序后的字符串顺次拼接起来就是最初的后果。

反例:[“b”, “ba”],各字符串按字典序先排序的后果是[“b”, “ba”],最初拼接的字符串是 ”bba”,然而本例的最终后果是 ”bab”,因为 ”bab” < “bba”。所以这样的贪婪策略是错的。

(2)正确的

对于任意两个字符串 A 和 B,如果 A 与 B 的拼接后果小于 B 与 A 的拼接后果则 A 排在后面,否则 B 排在后面,依照这样的策略将整个字符串数组先排序一遍,再将排序后的数组挨个拼接起来失去的后果就是最终的后果。

这时候就存在一个问题了,对于任意的应用贪婪策略求解的题,贪婪策略的提出是比拟容易的,然而如何证实它是正确的就比拟难了。

不要忘了,咱们有对数器啊,咱们能够应用最暴力的解法获取正确答案,再和咱们贪婪策略取得的后果进行比拟,不等则阐明咱们的贪婪策略存在问题,那么,连忙换另外的贪婪策略

总结:任何贪婪策略都是先提出再证实,既然咱们有对数器,咱们何必再花大力量去用证实的形式来确定贪婪策略的正确性呢?证实还是留给做学术研究的人来做吧

3、口试面试中呈现的概率

贪婪算法在口试中呈现的概率更高,在和面试官间接面试时,呈现的概率反而不高。为啥?

因为贪婪策略的代码都很简略,定义好比拟的规范,也就是定义好比拟器,依照此规范排序或应用堆,最初就失去后果了。也就是说

(1)起不到考查 Coding 的作用,只有定义好规范,而后应用排序或堆就能失去后果了;

(2)贪婪策略的区分度不够,想对了策略就是满分,没有想对就是 0 分,分不出各种档次来;

4、代码

/**
 * @author Java 和算法学习:周一
 */
public static class MyComparator implements Comparator<String> {
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {return (o1 + o2).compareTo(o2 + o1);
    }
}

public static String lowestDictionary(String[] str) {if (str == null || str.length < 1) {return null;}
    Arrays.sort(str, new MyComparator());
    StringBuilder result = new StringBuilder();
    for (String s : str) {result.append(s);
    }
    return result.toString();}

是不是发现只有贪婪策略想好了,代码是及其的简略。

蕴含对数器的所有代码地址:https://github.com/monday-pro/algorithm-study/blob/master/src/basic/greedy/LowestDictionary.java

三、会议室问题

1、题目形容

一些会议要占用一个会议室宣讲,会议室不能同时包容两个会议的宣讲。给你每个我的项目的开始工夫和完结工夫,你来安顿宣讲的日程,要求会议室进行宣讲的场次最多。返回最多的宣讲场次数量。

2、贪婪策略

可能咱们会有以下的一些贪婪想法:

(1)哪个会议开始工夫早,我就安顿这个会议。那这个想法对不对呢?

反例:[8, 21],[9, 10],[10, 12],[15, 20],很显著开始工夫最早的会议是 [8, 21],然而安顿了这个会议后,其余的会议就安顿不了了,然而此时的最优解是安顿[9, 10],[10, 12],[15, 20] 三个会议,所以这个想法不成立。

(2)哪个会议持续时间短,我就安顿这个会议。那这个想法对不对呢?

反例:[8, 15],[14, 18],[17, 24],很显著会议持续时间最短的是 [14, 18],然而选了这个会议其余两个就不能选了,然而此时的最优解是安顿[8, 15],[17, 24] 两个会议,所以这个想法不成立。

(3)哪个会议完结工夫早,我就安顿这个会议。那这个想法对不对呢?

对(至多目前看来是对的)。因为以后不能显著举出反例来,然而咱们还得拿对数器来校验是否真的对。至于证实,留给做学术研究的来做吧。

3、思路

所有会议先依据完结工夫按从小到大排序。

安顿第一个会议 A,将剩下会议的开始工夫小于 A 会议完结工夫的会议剔除,

剩下的再安顿第一个会议 B,将剩下会议的开始工夫小于 B 会议完结工夫的会议剔除,直到没有能够安顿的会议。

4、代码

/**
 * 假如会议开始工夫和完结工夫都是 大于 0 的数值
 * 
 * @author Java 和算法学习:周一
 */
public static int bestArrange(Meeting[] meetings) {
    // 所有会议先依据完结工夫按从小到大排序
    Arrays.sort(meetings, (o1, o2) -> o1.end - o2.end);
    // 曾经安顿的会议数量
    int result = 0;
    // 以后所处工夫点
    int timeLine = 0;
    // 遍历所有会议,完结工夫早的曾经在前
    for (Meeting meeting : meetings) {
        // 剩下会议的开始工夫在此时会议完结工夫之后,则安顿剩下会议中的第一个会议
        if (meeting.start >= timeLine) {
            result++;
            timeLine = meeting.end;
        }
    }
    return result;
}

蕴含对数器的所有代码地址:https://github.com/monday-pro/algorithm-study/blob/master/src/basic/greedy/BestArrange.java

正文完
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