实验室的算法课程,今天轮到我给师弟师妹们讲贪心算法,顺便也复习一下。
贪心算法这个名字听起来唬人,其实通常是比较简单的。虽然通常贪心算法的实现非常容易,但是,一个问题是否能够使用贪心算法,是一定要小心的。本文课通过LeetCode的一些习题,我们来回顾一下贪心算法。
LeetCode 455. Assign Cookies 题目描述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 gi ,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 sj 。如果 sj >= gi ,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.
解题思路示例1中,可以很轻易的看出,第二块饼干给第二个小朋友,第一块饼干给第一个小朋友,就可以使得两个小朋友都开心。
如果小朋友很多的话,或者饼干很多话,可能不能够一眼看出怎么分配才能使小朋友都开心,那么怎么才能够使得更多的小朋友开心呢?
策略:最大的饼干给最贪心的小朋友。
每次都要取得最大的饼干,所以要用到排序算法。在Java中可以直接利用Arrays.sort(int[])进行排序的操作。其他的语言我不是很清楚,如果没有排序的API,也可以自己来实现排序算法。可以参考我们一起来排序——使用Java语言优雅地实现常用排序算法
通常,贪心算法和排序是分不开的。
代码实现 class Solution { public int findContentChildren(int[] g, int[] s) { int res = 0; //先对数组进行排序 Arrays.sort(g); Arrays.sort(s); //定义两个变量,记录数组的下标 int i = s.length - 1; int j = g.length - 1; while(i>=0 && j>=0){ //如果饼干大小大于等于小朋友的胃口,则认为这块饼干可以使得小朋友满足。 if(s[i] >= g[j]){ res++; i--; j--; }else{ j--; } } return res; } }时间复杂度分析:while循环的时间复杂度为O(n),调用API进行排序的时间复杂度为O(nlogn),所以整体时间复杂度为O(nlogn)。
LeetCode 122. Best Time to Buy and Sell Stock II 题目描述给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。
设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。你可以尽可能地完成更多的交易(多次买卖一支股票)。
注意:你不能同时参与多笔交易(你必须在再次购买前出售掉之前的股票)。
示例 1:
输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 7
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 3 天(股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
随后,在第 4 天(股票价格 = 3)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6-3 = 3 。
示例 2:
输入: [1,2,3,4,5]
输出: 4
解释: 在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
注意你不能在第 1 天和第 2 天接连购买股票,之后再将它们卖出。
因为这样属于同时参与了多笔交易,你必须在再次购买前出售掉之前的股票。
示例 3:
输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。
解题思路贪心算法:只要在增长就累加到当前的利润。
代码实现 class Solution { public int maxProfit(int[] prices) { if(prices==null || prices.length==0){ return 0; } int res = 0; for(int i=1;i<prices.length;i++){ //如果当前值大于前一个值,也就是说卖出股票可以获得利润 if(prices[i] - prices[i-1] > 0){ res += prices[i] - prices[i-1]; } } return res; } } LeetCode 435. Non-overlapping Intervals 题目描述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。
解题思路移除区间的最小数量,也就是说最多保留多少个区间,可以让这些区间之间互不重叠。
贪心算法:按照区间的结尾进行排序,每次选择结尾最小的,且和前一个区间不重叠的区间。
代码实现