C++单调向量算法:得到山形数组的最少删除次数

简介: C++单调向量算法:得到山形数组的最少删除次数

本题的其它解法

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

时间复杂度O(nlogn)。分两步:一,寻找左半部分。二,寻找右半部分。每步枚举每个山顶,时间复杂度O(n),每个山顶二分查找一次,时间复杂度O(logn)。

vLenToMin

vLenToMin[i]的含义是 长度为i+1 的子序列 的结尾,如果有多个符合的子序列,取结尾最小的。

比如:

原始数组 vLenToMin
1 1
1 2 {1}->{1,2}
2 1 {2}->{1}
1 2 3 {1}->{1,2
1 3 3 4 5 {1}->{1,3}->{1,3,4}->{1,3,4,5}
1 3 5 4 {1}->{1,3}->{1,3,5}->{1,3,4}

总结

一,只会在尾部增加元素。不会在其它位置增加元素。

二,不会删除元素。

三,会替换元素。

四,严格递增。

五,所有的数都小于当前值时,在末尾增加,显然是升序。

六,it第一个大于等于n的迭代器,之前的元素一定严格小于it,而it<=n,故前面元素一定小于n。

后面的元素不会ij等于it,否则它就是*it。[ii,…)都大于等于n,所有ij不会小于n。

七,规则五和六保证了vLenToMin永远严格递增。

代码

核心代码

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)
  {
    vector<int> vLenToMin;//vLenToMin[i]的含义是 长度为i+1 的子序列 的结尾,如果有多个符合的子序列,取结尾最小的。
    for (const auto& n : nums)
    {
      auto it = std::lower_bound(vLenToMin.begin(), vLenToMin.end(), n);
      vLen.emplace_back(it - vLenToMin.begin() + 1);
      if (vLenToMin.end() == it)
      {
        vLenToMin.emplace_back(n);
      }
      else
      {
        if (n < *it)
        {
          *it = n;
        }
      }
    }
  }
};

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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