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读完本文,你不仅学会了算法套路,还能够顺便去 LeetCode 上拿下如下题目:
870. 劣势洗牌(中等)
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田忌赛马的故事大家应该都据说过:
田忌和齐王赛马,两人的马分上中下三等,如果同等级的马对应着较量,田忌赢不了齐王。然而田忌遇到了孙膑,孙膑就教他用本人的下等马对齐王的上等马,再用本人的上等马对齐王的中等马,最初用本人的中等马对齐王的下等马,后果三局两胜,田忌赢了。
当然,这段历史也挺有意思的,那个讽齐王纳谏,自恋的不行的邹忌和田忌是同一期间的人,他俩起初就杠上了。不过这是题外话,咱们这里就打住。
以前学到田忌赛马课文的时,我就在想,如果不是三匹马较量,而是一百匹马较量,孙膑还能不能正当地安顿较量的程序,博得齐王呢?
过后没想出什么好的点子,只感觉这外面最外围问题是要尽可能让本人占便宜,让对方吃亏。总结来说就是,打得过就打,打不过就拿本人的垃圾和对方的精锐调换。
不过,我始终没具体把这个思路实现进去,直到最近刷到力扣第 870 题「劣势洗牌」,一眼就发现这是田忌赛马问题的加强版:
给你输出两个 长度相等 的数组 nums1
和 nums2
,请你从新组织 nums1
中元素的地位,使得 nums1
的「劣势」最大化。
如果 nums1[i] > nums2[i]
,就是说 nums1
在索引 i
上对 nums2[i]
有「劣势」。劣势最大化也就是说让你从新组织 nums1
,尽可能多的让 nums[i] > nums2[i]
。
算法签名如下:
int[] advantageCount(int[] nums1, int[] nums2);
比方输出:
nums1 = [12,24,8,32]
nums2 = [13,25,32,11]
你的算法应该返回 [24,32,8,12]
,因为这样排列 nums1
的话有三个元素都有「劣势」。
这就像田忌赛马的情景,nums1
就是田忌的马,nums2
就是齐王的马,数组中的元素就是马的战斗力,你就是孙膑,展现你真正的技术吧。
认真想想,这个题的解法还是有点错综复杂的。什么时候应该放弃抵制去送人头,什么时候应该硬刚?这外面应该有一种算法策略来最大化「劣势」。
送人头肯定是迫不得已而为之的权宜之计,否则隔壁田忌就要开语音骂你菜了。只有田忌的上等马比不过齐王的上等马时,所以才会用下等马去和齐王的上等马调换。
对于比较复杂的问题,能够尝试从非凡状况思考。
你想,谁应该去应答齐王最快的马?必定是田忌最快的那匹马,咱们简称一号选手。
如果田忌的一号选手比不过齐王的一号选手,那其余马必定是白给了,显然这种状况必定应该用田忌垫底的马去送人头,升高己方损失,保存实力,减少接下来较量的胜率。
但如果田忌的一号选手能比得过齐王的一号选手,那就和齐王硬刚好了,反正这把田忌能够赢。
你兴许说,这种状况下说不定田忌的二号选手也无能得过齐王的一号选手?如果能够的话,让二号选手去对决齐王的一号选手,不是更节约?
就好比,如果考 60 分就能过的话,何必考 61 分?每多考一分就亏一分,刚刚好卡在 60 分是最划算的。
这种节约的策略是没问题的,然而没有必要。这也是本题乏味的中央,须要绕个脑筋急转弯:
咱们暂且把田忌的一号选手称为 T1
,二号选手称为 T2
,齐王的一号选手称为 Q1
。
如果 T2
能赢 Q1
,你试图保留己方实力,让 T2
去战 Q1
,把 T1
留着是为了凑合谁?
显然,你放心齐王还有战力大于 T2
的马,能够让 T1
去凑合。
然而你认真想想,当初 T2
曾经是能够战败 Q1
的,Q1
可是齐王的最快的马耶,齐王剩下的那些马里,怎么可能还有比 T2
更强的马?
所以,没必要节约,最初咱们得出的策略就是:
将齐王和田忌的马依照战斗力排序,而后依照排名一一比照。如果田忌的马能赢,那就较量,如果赢不了,那就换个垫底的来送人头,保存实力。
上述思路的代码逻辑如下:
int n = nums1.length;
sort(nums1); // 田忌的马
sort(nums2); // 齐王的马
// 从最快的马开始比
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {if (nums1[i] > nums2[i]) {// 比得过,跟他比} else {// 比不过,换个垫底的来送人头}
}
依据这个思路,咱们须要对两个数组排序,然而 nums2
中元素的程序不能扭转,因为计算结果的程序依赖 nums2
的程序,所以不能间接对 nums2
进行排序,而是利用其余数据结构来辅助。
同时,最终的解法还用到前文 双指针技巧汇总 总结的双指针算法模板,用以解决「送人头」的状况:
int[] advantageCount(int[] nums1, int[] nums2) {
int n = nums1.length;
// 给 nums2 降序排序
PriorityQueue<int[]> maxpq = new PriorityQueue<>((int[] pair1, int[] pair2) -> {return pair2[1] - pair1[1];
}
);
for (int i = 0; i < n; i++) {maxpq.offer(new int[]{i, nums2[i]});
}
// 给 nums1 升序排序
Arrays.sort(nums1);
// nums1[left] 是最小值,nums1[right] 是最大值
int left = 0, right = n - 1;
int[] res = new int[n];
while (!maxpq.isEmpty()) {int[] pair = maxpq.poll();
// maxval 是 nums2 中的最大值,i 是对应索引
int i = pair[0], maxval = pair[1];
if (maxval < nums1[right]) {// 如果 nums1[right] 能胜过 maxval,那就本人上
res[i] = nums1[right];
right--;
} else {
// 否则用最小值混一下,竭尽全力
res[i] = nums1[left];
left++;
}
}
return res;
}
算法的工夫复杂度很好剖析,也就是二叉堆和排序的复杂度 O(nlogn)
。
至此,这道田忌赛马的题就解决了,其代码实现上用到了双指针技巧,从最快的马开始,比得过就比,比不过就送,这样就能对任意数量的马求取一个最优的较量策略了。
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