C++二分算法:得到山形数组的最少删除次数

简介: C++二分算法:得到山形数组的最少删除次数

题目

我们定义 arr 是 山形数组 当且仅当它满足:

arr.length >= 3

存在某个下标 i (从 0 开始) 满足 0 < i < arr.length - 1 且:

arr[0] < arr[1] < … < arr[i - 1] < arr[i]

arr[i] > arr[i + 1] > … > arr[arr.length - 1]

给你整数数组 nums ,请你返回将 nums 变成 山形状数组 的 最少 删除次数。

示例 1:

输入:nums = [1,3,1]

输出:0

解释:数组本身就是山形数组,所以我们不需要删除任何元素。

示例 2:

输入:nums = [2,1,1,5,6,2,3,1]

输出:3

解释:一种方法是将下标为 0,1 和 5 的元素删除,剩余元素为 [1,5,6,3,1] ,是山形数组。

参数范围

3 <= nums.length <= 1000

1 <= nums[i] <= 109

题目保证 nums 删除一些元素后一定能得到山形数组。

分析

本题可以转换成:最长山形数组,再进一步转换成最长升序子序列

时间复杂度

O(nlogn)。两轮:一,枚举山顶及左边的长度。二,枚举山顶及右边的长度。枚举某个山顶,需要二分查询,时间复杂度O(logn)。

变量解释

vLeftLen vLeftLen[i]表示以nums[i]结尾的最长升序子序列
vRightLen vRightLen [i]表示nums[i]开头的最长降序子序列 ,转置数组后,以X开头的降序序列就变成,以XX结尾的升序序列
mValueLen 键:符合条件的子系列的结尾值,值:子系列长度。

计算vLeftLen[i] ,计算vRightLen[i]类似

如果不存在nums[j] < nums[i] vLeftLen[i] 为1
如果存在nums[j] < nums[i] vLeftLen[i] 为1+vLeftLen[j],如果有多个j,结果取最大值

如果某个组合的 值大,长度小,则别淘汰。值越大,越难被选中;长度小,新长度就小。淘汰后,mValueLen|的键和值都按升序排序。

注意:

vLeftLen[i]为1或vRightLen[i]为1,无法形成山行数组。山顶左右都必须有元素。

代码

核心代码

template<class _Kty,class _Ty,bool bValueDdes,bool bOutSmallKey> 
class COrderValueMap 
{
public:
  void Add (_Kty iValue, _Ty iNum)
  {
    if (bOutSmallKey)
    {
      if (bValueDdes)
      {
        AddOutSmall(iValue, iNum, std::less_equal<_Ty>(), std::greater_equal<_Ty>());
      }
      else
      {
      }
    }
    else 
    {
      if (bValueDdes)
      {
        AddNotOutSmall(iValue, iNum, std::greater_equal<_Ty>(), std::less_equal<_Ty>());
      }
      else
      {
        AddNotOutSmall(iValue, iNum, std::less_equal<_Ty>(), std::greater_equal<_Ty>());
      }
    }
  };
  template<class _Pr1, class _Pr2>
  void AddOutSmall(_Kty key, _Ty value, _Pr1 pr1, _Pr2 pr2)
  {
    auto it = m_map.lower_bound(key);
    if ((m_map.end() != it) && pr1(it->second, value))
    {
      return;//被旧值淘汰
    }
    auto ij = it;
    while (it != m_map.begin())
    {
      --it;
      if (pr2(it->second, value))
      {
        it = m_map.erase(it);
      }
    }
    m_map[key] = value;
  }
  template<class _Pr1, class _Pr2>
  void AddNotOutSmall(_Kty key, _Ty value, _Pr1 pr1,_Pr2 pr2 )
  {
    auto it = m_map.upper_bound(key);
    if ((m_map.begin() != it) && pr1(std::prev(it)->second, value))
    {
      return;//被淘汰
    }
    auto ij = it;
    for (; (m_map.end() != ij) && pr2(ij->second, value); ++ij);
    m_map.erase(it, ij);
    m_map[key] = value;
  };
  std::map<_Kty, _Ty> m_map;
};
class Solution {
public:
  int minimumMountainRemovals(vector<int>& nums) {
    vector<int> vLeftLen,vRightLen;
    Do(vLeftLen, nums);
    Do(vRightLen, vector<int>(nums.rbegin(), nums.rend()));
    std::reverse(vRightLen.begin(), vRightLen.end());
    int iMaxLen = 0;
    for (int i = 1; i+1 < nums.size(); i++)
    {
      if ((vLeftLen[i] > 1) && (vRightLen[i] > 1))
      {
        iMaxLen = max(iMaxLen, vLeftLen[i] + vRightLen[i] - 1);
      }
    }
    return nums.size() - iMaxLen;
  }
  void Do(vector<int>& vLen, const vector<int> nums)
  {
    COrderValueMap<int, int, true, false> mValueLen;
    for (const auto& n : nums)
    {
      auto it = mValueLen.m_map.lower_bound(n);
      int iNewLen = 1;
      if (mValueLen.m_map.begin() != it)
      {
        iNewLen += std::prev(it)->second;
      }
      mValueLen.Add(n, iNewLen);
      vLen.emplace_back(iNewLen);
    }
  }
};

测试用例

template
void Assert(const T& t1, const T& t2)
{
assert(t1 == t2);
}
template
void Assert(const vector& v1, const vector& v2)
{
if (v1.size() != v2.size())
{
assert(false);
return;
}
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
Assert(v1[i], v2[i]);
}
}
int main()
{
vector nums;
int res;
{
Solution slu;
nums = { 1,3,1 };
res = slu.minimumMountainRemovals(nums);
Assert(0, res);
}
{
Solution slu;
nums = { 2, 1, 1, 5, 6, 2, 3, 1 };
res = slu.minimumMountainRemovals(nums);
Assert(3, res);
}
{
Solution slu;
nums = { 9, 8, 1, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 };
res = slu.minimumMountainRemovals(nums);
Assert(2, res);
}
{
Solution slu;
nums = { 100, 92, 89, 77, 74, 66, 64, 66, 64 };
res = slu.minimumMountainRemovals(nums);
Assert(6, res);
}
{
Solution slu;
nums = { 1, 2, 1, 3, 4, 4 };
res = slu.minimumMountainRemovals(nums);
Assert(3, res);
}
//CConsole::Out(res);

}

扩展阅读

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