目录
贪心算法
柠檬水找零
将数组和减半的最少操作次数
最大数
摆动序列
最长递增子序列
递增的三元子序列
最长连续递增序列
买卖股票的最佳时机
买卖股票的最佳时机 II
K 次取反后最大化的数组和
按身高排序
优势洗牌
最长回文串
增减字符串匹配
分发饼干
最优除法
跳跃游戏 II
跳跃游戏
加油站
单调递增的数字
坏了的计算器
【区间问题】:
合并区间
无重叠区间
用最少数量的箭引爆气球
整数替换
俄罗斯套娃信封问题
可被三整除的最大和
距离相等的条形码
重构字符串
贪心算法
贪心算法:
策略极多。
贪心策略:局部最优->全局最优
1. 把解决问题的过程分为若干个部分
2. 解决每一步的时候,都选择当前看起来最优的解法
3. “希望”得到全局最优解
贪心算法的特点:
1. 贪心策略的提出是没有标准以及模板的
2. 可能每一道题的贪心策略都是不同的
有的时候,贪心策略是一个错误的方法。正确的贪心策略,我们是需要“证明的”
学习方法:
1. 前期学习的时候,把重点放在贪心的策略上,把这个策略当成经验吸收
2. 如何去证明
柠檬水找零
860. 柠檬水找零 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心 分情况讨论:
5->收下;
10->找5,收10;
20->找10+5或者5+5+5
class Solution {public boolean lemonadeChange(int[] bills) {int five = 0, ten = 0;// 统计5、10的数量for (int x : bills) {if (x == 5)five++;// 不用找钱else if (x == 10) {ten++;if (five < 1)return false;elsefive--;} else {// 付20if (ten >= 1 && five >= 1) {ten--;five--;} else if (five >= 3) {five -= 3;} else {return false;}}}return true;}
}
将数组和减半的最少操作次数
2208. 将数组和减半的最少操作次数 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心+大根堆
具体策略:每次挑选当前数组中最大的那个数,然后减半,知道数组和减少到至少一半为止
class Solution {public int halveArray(int[] nums) {PriorityQueue<Double> heap = new PriorityQueue<>((a, b) -> b.compareTo(a));// 大根堆-后比前double sum = 0.0;for (int x : nums) {heap.offer((double) x);// 强转sum += x;}sum /= 2.0;int count = 0;while (sum > 0) {double t = heap.poll() / 2.0;heap.offer(t);sum -= t;count++;}return count;}
}
最大数
179. 最大数 - 力扣(LeetCode)
解法:
正常的排序本质(升序):确定元素的先后顺序,谁在前,谁在后
排序规则:
a>b -> a前,b后
a=b -> 无所谓
a<b -> b前,a后
本题的排序(优化):把数转化成字符串,然后拼接字符串,比较字典序
排序规则:
ab>ba -> a前,b后
ab=ba -> 无所谓
ab<ba -> b前,a后
class Solution {public String largestNumber(int[] nums) {int n = nums.length;String[] s = new String[n];for (int i = 0; i < n; i++) {s[i] = "" + nums[i];// 将整数数组转为字符串数组}Arrays.sort(s, (a, b) -> {// 重写排序return (b + a).compareTo(a + b);// 返回最大数});StringBuffer ret = new StringBuffer();for (String ss : s) {ret.append(ss);// 对字符串数组中元素进行拼接(最大数)}if (ret.charAt(0) == '0')return "0";return ret.toString();}
}
摆动序列
376. 摆动序列 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心
估计出所有的波峰以及波谷的个数(左右两边相减后符号不同)
核心思路:
right=nums[ i+1 ]-nums[ i ]
if(right==0) continue;
if(left*right<=0) ret++;
left=right;
class Solution {public int wiggleMaxLength(int[] nums) {int n = nums.length, ret = 0, left = 0;if (n < 2)return 1;for (int i = 0; i < n - 1; i++) {int right = nums[i + 1] - nums[i];if (right == 0)continue;if (left * right <= 0) {ret++;left = right;}}return ret + 1;}
}
⭐最长递增子序列
300. 最长递增子序列 - 力扣(LeetCode)
解法:动态规划+二分(优化)
1. dp解法:
- 状态表示:dp[i]表示,以i位置的元素为结尾的所有子序列中,最长递增子序列的长度
- 状态转移方程:dp[i]=max(dp[j]+1)(j<i&&nums[j]<nums[i])
在考虑最长递增子序列的“长度”的时候,不需要关心这个序列是什么样子,仅需关心“最后一个元素”是谁。
2. 贪心优化:
- 存什么:所有长度为x的递增子序列中,最后一个元素的最小值
- 存哪里:所有大于等于nums[i]的最小值的位置
3. 利用二分优化
class Solution {public int lengthOfLIS(int[] nums) {ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();int n = nums.length;ret.add(nums[0]);// 先把nums中第一个数放进去for (int i = 0; i < n; i++) {if (nums[i] > ret.get(ret.size() - 1)) {// 下一个数>ret中最后一个数ret.add(nums[i]);} else {// <=最后一个数// 二分插入位置int left = 0, right = ret.size() - 1;while (left < right) {int mid = (left + right) / 2;if (ret.get(mid) < nums[i])left = mid + 1;elseright = mid;}ret.set(left, nums[i]);}}return ret.size();}
}
递增的三元子序列
334. 递增的三元子序列 - 力扣(LeetCode)
解法一:动态规划 - 利用dp找到数组中最长递增子序列的长度,判断是否大于等于3即可
解法二:贪心 - >O(n)
class Solution {public boolean increasingTriplet(int[] nums) {ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();ret.add(nums[0]);int n = nums.length;for (int i = 1; i < n; i++) {if (nums[i] > ret.get(ret.size() - 1)) {ret.add(nums[i]);} else {int left = 0, right = ret.size() - 1;while (left < right) {int mid = (left + right) / 2;if (ret.get(mid) < nums[i])left = mid + 1;elseright = mid;}ret.set(left, nums[i]);}}return ret.size() >= 3 ? true : false;}
}
优化:
class Solution {public boolean increasingTriplet(int[] nums) {int a = nums[0], b = Integer.MAX_VALUE;int n = nums.length;for (int i = 1; i < n; i++) {if (nums[i] > b)return true;else if (nums[i] > a)b = nums[i];elsea = nums[i];}return false;}
}
最长连续递增序列
674. 最长连续递增序列 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心+双指针
class Solution {public int findLengthOfLCIS(int[] nums) {int ret = 0, n = nums.length;for (int i = 0; i < n;) {int j = i + 1;while (j < n && nums[j] > nums[j - 1])j++;ret = Math.max(ret, j - i);i = j;// 循环内部直接更新下一个位置的起点 - 贪心}return ret;}
}
买卖股票的最佳时机
121. 买卖股票的最佳时机 - 力扣(LeetCode)
解法一:暴力解法,两层for循环的暴力枚举 O(
)
解法二:贪心 + 一个变量标记“前缀最小值”prevMin O(n)
class Solution {public int maxProfit(int[] prices) {int ret = 0, prevmin = Integer.MAX_VALUE;for (int i = 0; i < prices.length; i++) {ret = Math.max(ret, prices[i] - prevmin);// 更新结果prevmin = Math.min(prevmin, prices[i]);// 更新最小值}return ret;}
}
买卖股票的最佳时机 II
122. 买卖股票的最佳时机 II - 力扣(LeetCode)
解法:贪心——>只要能获得正收益,就进行交易
实现方式一:双指针
class Solution {public int maxProfit(int[] prices) {// 实现方式一:双指针int ret = 0, n = prices.length;for (int i = 0; i < n; i++) {int j = i;while (j + 1 < n && prices[j] < prices[j + 1])j++;// 向后寻找上升的末端ret += prices[j] - prices[i];i = j;}return ret;}
}
实现方式二:拆分交易,把一段交易拆分成一天一天
class Solution {public int maxProfit(int[] prices) {// 实现方式二:拆分成一天一天的形式int ret = 0;for (int i = 1; i < prices.length; i++) {if (prices[i] > prices[i - 1]) {ret += prices[i] - prices[i - 1];}}return ret;}
}
K 次取反后最大化的数组和
1005. K 次取反后最大化的数组和 - 力扣(LeetCode)
解法一:每次排序后,一直将最小数取反
class Solution {public int largestSumAfterKNegations(int[] nums, int k) {int x = 0;while (x < k) {Arrays.sort(nums);nums[0] = (-nums[0]);x++;}int sum = 0;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {sum += nums[i];}return sum;}
}
解法二:贪心——>分情况讨论:
按身高排序
2418. 按身高排序 - 力扣(LeetCode)
解法一:创建二元组
- 创建一个新的数组 pair<int,string>;
- 对新的数组排序;
- 按照顺序把名字提取出来即可;
解法二:利用哈希表存下映射关系(缺陷:身高相同时比较麻烦)
- 先用哈希表存下映射关系:<身高,名字>;
- 对身高数组排序;
- 根据排序后的结果,往哈希表里面找名字即可;
解法三:对下标排序(常用)
- 创建一个下标数组;
- 仅对下标数组排序;
- 根据下标数组排序后的结果,找到原数组的信息
class Solution {public String[] sortPeople(String[] names, int[] heights) {// 创建一个下标数组int n = names.length;Integer[] index = new Integer[n];for (int i = 0; i < n; i++)index[i] = i; // index={0,1,2,3,4,···};// 对下标数组排序Arrays.sort(index, (i, j) -> {return heights[j] - heights[i];});// 提取结果String[] ret = new String[n];for (int i = 0; i < n; i++) {ret[i] = names[index[i]];}return ret;}
}
优势洗牌
870. 优势洗牌 - 力扣(LeetCode)
解法:田忌赛马-废物利用最大化
排序:
- 如果比不过,就去拖累对方最强的那个
- 如果能比过,就直接比
class Solution {public int[] advantageCount(int[] nums1, int[] nums2) {int n = nums1.length;// 1. 排序Arrays.sort(nums1);Integer[] index2 = new Integer[n];for (int i = 0; i < n; i++)index2[i] = i;Arrays.sort(index2, (i, j) -> {return nums2[i] - nums2[j];});// 2. 田忌赛马int[] ret = new int[n];int left = 0, right = n - 1;for (int x : nums1) {if (x > nums2[index2[left]])ret[index2[left++]] = x;elseret[index2[right--]] = x;// 废物利用最大化}return ret;}
}
最长回文串
409. 最长回文串 - 力扣(LeetCode)
class Solution {public int longestPalindrome(String s) {// 1. 计数 - 用数组模拟哈希表int[] count = new int[128]; // 覆盖所有ASCII字符for (int i = 0; i < s.length(); i++) {char c = s.charAt(i);count[c]++;}// 2. 统计结果int sum = 0;boolean hasOdd = false;for (int c : count) {sum += c / 2 * 2; // 取最大偶数次if (c % 2 != 0) {hasOdd = true;}}return hasOdd ? sum + 1 : sum;}
}
增减字符串匹配
942. 增减字符串匹配 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心
- 当遇到“ I ”:选择当前最小的那个数
- 当遇到“ D ”:选择当前最大的那个数
class Solution {public int[] diStringMatch(String s) {int n = s.length();int[] ret = new int[n + 1];int left = 0, right = n, i = 0;while (left < right) {if (s.charAt(i) == 'I') {ret[i++] = left++;} else {ret[i++] = right--;}}ret[n] = left; // 把最后一个数放进去return ret;}
}
分发饼干
455. 分发饼干 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心策略:
排序,针对当前胃口最小的孩子,挑选饼干:
- 能满足,直接喂
- 不能满足,删掉这个饼干
class Solution {public int findContentChildren(int[] g, int[] s) {int ret = 0, i = 0, j = 0;Arrays.sort(g);Arrays.sort(s);while (i < g.length && j < s.length) {if (g[i] <= s[j]) {ret++;i++;j++;} else {j++;}}return ret;}
}
最优除法
553. 最优除法 - 力扣(LeetCode)
解法一:暴力解法->递归->记忆化搜索->动态规划(麻烦)
解法二:贪心
除了前两个数以外,其余的数全放在分子上即可
class Solution {public String optimalDivision(int[] nums) {int n = nums.length;StringBuffer ret = new StringBuffer();if (n == 1) {return ret.append(nums[0]).toString();} else if (n == 2) {return ret.append(nums[0]).append("/").append(nums[1]).toString();} else {ret.append(nums[0]).append("/(");int i = 1;while (i < n - 1) {ret.append(nums[i++]).append("/");}ret.append(nums[n - 1]).append(")");}return ret.toString();}
}
跳跃游戏 II
45. 跳跃游戏 II - 力扣(LeetCode)
解法一:贪心(×)
解法二:动态规划
dp[ i ]表示:从0位置开始,到达 i 位置时的最小跳跃次数
解法三:类似层序遍历的过程
class Solution {public int jump(int[] nums) {int left = 0, right = 0, ret = 0, maxpos = 0, n = nums.length;while (left <= right) {if (maxpos >= n - 1)return ret;for (int i = left; i <= right; i++) {maxpos = Math.max(maxpos, nums[i] + i);}left = right + 1;right = maxpos;ret++;}return -1;}
}
跳跃游戏
55. 跳跃游戏 - 力扣(LeetCode)
解法同上
class Solution {public boolean canJump(int[] nums) {int left = 0, right = 0, maxpos = 0, n = nums.length;while (left <= right) {if (maxpos >= n - 1)return true;for (int i = left; i <= right; i++) {maxpos = Math.max(maxpos, nums[i] + i);}left = right + 1;right = maxpos;}return false;}
}
加油站
134. 加油站 - 力扣(LeetCode)
解法一:暴力枚举(超时)O(
)
净收益:diff = [-2,-2,-2,3,3]
- 依次枚举所有的起点
- 从起点开始,模拟一遍加油的流程即可
解法二:贪心 O(n)
class Solution {public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {int curgas = 0, tank = 0, n = gas.length, begin = 0;int[] diff = new int[n];for (int i = 0; i < n; i++) {curgas += gas[i] - cost[i];tank += gas[i] - cost[i];if (tank < 0) {begin = i + 1;tank = 0;}}return curgas >= 0 ? begin : -1;}
}
单调递增的数字
738. 单调递增的数字 - 力扣(LeetCode)
解法一:暴力枚举
- 从大到小的顺序,枚举[n,0]区间内的数字
- 判断数字是否是“单调递增的”
- 数字->字符串
- 模10,除以10
解法二:贪心(找规律)
- 如果高位单增,则不修改
- 从左往右,找到第一个递减的位置(从这个位置向前推,推到相同区域的最左端),使其减小1,后面的数全部修改为9
class Solution {public int monotoneIncreasingDigits(int n) {// 把数字转化为字符数组char[] s = Integer.toString(n).toCharArray();int i = 0, m = s.length;// 找到第一个递减的位置while (i + 1 < m && s[i] <= s[i + 1])i++;if (i == m - 1)return n;// 特殊情况// 回退while (i - 1 >= 0 && s[i] == s[i - 1])i--;s[i]--;for (int j = i + 1; j < m; j++)s[j] = '9';return Integer.parseInt(new String(s));// 将字符数组转化为整型}
}
坏了的计算器
991. 坏了的计算器 - 力扣(LeetCode)
解法一:正向推导(难)
解法二:正难则反
class Solution {public int brokenCalc(int start, int target) {// 正难则反+贪心int ret = 0;while (target > start) {if (target % 2 == 0)target /= 2;elsetarget += 1;ret++;}return ret + start - target;}
}
【区间问题】
- 排序——按照左端点或右端点
- 根据排序后结果总结规律,进而得出解决问题的策略
合并区间
56. 合并区间 - 力扣(LeetCode)
解法:排序(左端点)+贪心策略
- 先按照左端点排序——性质:能够合并的区间都是连续的-只需遍历数组一次
- 如何合并——求并集
class Solution {public int[][] merge(int[][] intervals) {// 按照左端点排序Arrays.sort(intervals, (v1, v2) -> {return v1[0] - v2[0];});// 合并区间-求并集int left = intervals[0][0], right = intervals[0][1];List<int[]> ret = new ArrayList<>();for (int i = 1; i < intervals.length; i++) {int a = intervals[i][0], b = intervals[i][1];if (a <= right) {// 有重叠部分-合并right = Math.max(b, right);} else {// 不能合并ret.add(new int[] { left, right });// 把结果加入数组中left = a;right = b;}}// 最后一个区间ret.add(new int[] { left, right });return ret.toArray(new int[0][]);// 不限行不限列}
}
无重叠区间
435. 无重叠区间 - 力扣(LeetCode)
解法:排序(左端点)+贪心策略
- 按照左端点排序
- 移除区间(移除最少的区间,保留更多的区间)
class Solution {public int eraseOverlapIntervals(int[][] intervals) {// 按左端点进行排序Arrays.sort(intervals, (v1, v2) -> {return v1[0] - v2[0];});// 贪心int left = intervals[0][0], right = intervals[0][1];int count = 0;for (int i = 1; i < intervals.length; i++) {int a = intervals[i][0], b = intervals[i][1];if (a < right) {// 有重叠部分right = Math.min(b, right);count++;} else {// 没有重叠部分left = a;right = b;}}return count;}
}
用最少数量的箭引爆气球
452. 用最少数量的箭引爆气球 - 力扣(LeetCode)
解法:排序(左端点)+贪心策略
- 按照左端点排序
- 性质:按照左端点排序之后,互相重叠的区间是连续的
- 提出贪心策略
- 最少的弓箭数量->一支箭应该引爆更多的气球->将互相重叠的所有区间都拿出来引爆
class Solution {public int findMinArrowShots(int[][] points) {// 按左端点排序Arrays.sort(points, (v1, v2) ->// return v1[0] - v2[0];Integer.compare(v1[0], v2[0])// 防溢出);// 贪心int ret = 0;int left = points[0][0], right = points[0][1];for (int i = 1; i < points.length; i++) {int a = points[i][0], b = points[i][1];if (a <= right) {ret++;right = Math.min(b, right);} else {left = a;right = b;}}return points.length - ret;}
}
整数替换
397. 整数替换 - 力扣(LeetCode)
解法一:模拟 - 递归(暴力)
class Solution {public int integerReplacement(int n) {return dfs((long) n);}public int dfs(long n) {if (n == 1)return 0;if (n % 2 == 0)return 1 + dfs(n / 2);else {return 1 + Math.min(dfs(n + 1), dfs(n - 1));// 最小值}}
}
加上备忘录(记忆化搜索):
class Solution {// 加上备忘录Map<Long, Integer> hash;public int integerReplacement(int n) {hash = new HashMap<>();return dfs((long) n);}public int dfs(long n) {if (hash.containsKey(n))return hash.get(n);if (n == 1) {hash.put(n, 0);return hash.get(n);}if (n % 2 == 0) {hash.put(n, 1 + dfs(n / 2));return hash.get(n);} else {hash.put(n, 1 + Math.min(dfs(n + 1), dfs(n - 1)));// 最小值存入备忘录return hash.get(n);}}
}
解法二:贪心+分类讨论(不好想)
补充:二进制
- 偶数:二进制表示中最后一位为0
- 奇数:二进制表示中最后一位为1
- ÷2操作:二进制表示中右移一位
class Solution {public int integerReplacement(int n) {int ret = 0;while (n > 1) {// 分类讨论if (n % 2 == 0) {// 偶数n /= 2;ret++;} else {// 奇数if (n == 3) {ret += 2;// 需要两步n = 1;// 将n置为1} else if (n % 4 == 1) {n = (n - 1) / 2;ret += 2;// 需要两步} else {n = n / 2 + 1;// (同n=(n+1)/2);ret += 2;}}}return ret;}
}
俄罗斯套娃信封问题
354. 俄罗斯套娃信封问题 - 力扣(LeetCode)
解法一:常规解法->动态规划+贪心+二分
乱序 -> 有序 -> 按照左端点排序 -> 最长递增子序列
- 状态表示 dp[i] 表示:以 i 位置的信封为结尾的所有套娃序列中,最长的套娃序列的长度
- 状态转移方程 dp[i]=max(dp[j]+1) -> 0<=j<i;e[ i ][ 0 ]>e[ j ][ 0 ];e[ i ][ 1 ]>e[ j ][ 1 ]
- 初始化
- 填表顺序
- 返回值
解法二:重写排序(左端点从小到大)+贪心+二分(找到规律)
重写排序:-> 最长递增子序列
- 左端点不同
- 左端点从小到大排序
- 左端点相同
- 右端点从大到小排序
class Solution {public int maxEnvelopes(int[][] e) {// 重写排序Arrays.sort(e, (v1, v2) -> {return v1[0] != v2[0] ? v1[0] - v2[0] : v2[1] - v1[1];});// 贪心+二分ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();ret.add(e[0][1]);for (int i = 1; i < e.length; i++) {int b = e[i][1];if (b > ret.get(ret.size() - 1))ret.add(b);else {int left = 0, right = ret.size() - 1;while (left < right) {int mid = (left + right) / 2;if (ret.get(ret.size() - 1) >= b)right = mid;elseleft = mid + 1;}ret.set(left, b);}}return ret.size();}
}
可被三整除的最大和
1262. 可被三整除的最大和 - 力扣(LeetCode)
解法:正难则反+贪心+分类讨论
先把所有的数累加在一起->根据累加和,删除一些数
class Solution {public int maxSumDivThree(int[] nums) {int INF = 0x3f3f3f3f;int sum = 0, x1 = INF, x2 = INF, y1 = INF, y2 = INF;for (int x : nums) {sum += x;// 找最小值和次小值if (x % 3 == 1) {if (x < x1) {x2 = x1;x1 = x;} else if (x < x2) {x2 = x;}} else if (x % 3 == 2) {if (x < y1) {y2 = y1;y1 = x;} else if (x < y2) {y2 = x;}}}// 分类讨论if (sum % 3 == 0)return sum;else if (sum % 3 == 1)return Math.max(sum - x1, sum - y1 - y2);elsereturn Math.max(sum - y1, sum - x1 - x2);}
}
解法二:动态规划
距离相等的条形码
1054. 距离相等的条形码 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心+模拟+哈希表
每次处理一批相同的数,摆放的时候每次隔一个格子(先处理出现次数最多的数,剩下的数的处理顺序无所谓)
class Solution {public int[] rearrangeBarcodes(int[] b) {Map<Integer, Integer> hash = new HashMap<>();int maxval = 0, maxcount = 0;for (int x : b) {hash.put(x, hash.getOrDefault(x, 0) + 1);if (maxcount < hash.get(x)) {maxcount = hash.get(x);maxval = x;}}int n = b.length;int[] ret = new int[n];int index = 0;// 先处理出现次数最多的数for (int i = 0; i < maxcount; i++) {ret[index] = maxval;index += 2;}hash.remove(maxval);for (int x : hash.keySet()) {for (int i = 0; i < hash.get(x); i++) {if (index >= n)index = 1;ret[index] = x;index += 2;}}return ret;}
}
重构字符串
767. 重构字符串 - 力扣(LeetCode)
解法:贪心+模拟
- 每次处理一批相同的字符
- 摆放的时候,隔一个位置放一个字符
- 优先处理出现次数最多的字符
class Solution {public String reorganizeString(String s) {// 先统计个数int n = s.length();int[] hash = new int[26];int maxcount = 0;char maxchar = ' ';for (int i = 0; i < n; i++) {char ch = s.charAt(i);if (maxcount < ++hash[ch - 'a']) {maxchar = ch;maxcount = hash[ch - 'a'];}}int index = 0;char[] ret = new char[n];// 先判断if (maxcount > (n + 1) / 2)return "";// 先处理出现次数最多的数for (int i = 0; i < maxcount; i++) {ret[index] = maxchar;index += 2;}hash[maxchar - 'a'] = 0;for (int i = 0; i < 26; i++) {for (int j = 0; j < hash[i]; j++) {if (index >= n)index = 1;ret[index] = (char) (i + 'a');index += 2;}}return new String(ret);}
}