【经典算法】LeetCode 1103 分糖果 II(Java/C/Python3实现含注释说明,Easy)

简介: 【经典算法】LeetCode 1103 分糖果 II(Java/C/Python3实现含注释说明,Easy)
  • 作者简介:阿里非典型程序员一枚 ,记录在大厂的打怪升级之路。 一起学习Java、大数据、数据结构算法(公众号同名
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给定一个整数数组 candies 和一个整数 extraCandies,其中 candies[i] 代表第 i 个孩子拥有的糖果数目。

对每一个孩子,检查是否存在一种方案,将额外的 extraCandies 个糖果分配给孩子们之后,此孩子拥有的糖果数目比其他孩子都多。注意,允许有多个孩子同时拥有最多的糖果数目。

思路及实现

方式一:直接遍历

思路

遍历数组,记录当前的最大糖果数,并在遍历过程中检查每个孩子的糖果数在加上 extraCandies 后是否大于或等于最大糖果数。

代码实现

Java版本
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class Solution { public int[] distributeCandies(int candies, int num_people) { int[] ans = new int[num_people]; int i = 0; while (candies != 0) { ans[i % num_people] += Math.min(candies, i + 1); candies -= Math.min(candies, i + 1); i += 1; } return ans; } }

说明:通过两次遍历,首先找到最大的糖果数,然后检查每个孩子加上 extraCandies 后是否大于或等于该数。

C语言版本
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
int* distributeCandies(int candies, int num_people, int* returnSize) {
    int* ans = (int*)malloc(num_people * sizeof(int));
    memset(ans, 0, sizeof(int) * num_people);
    int i = 0;
    while (candies != 0) {
        ans[i % num_people] += (candies < i + 1) ? candies : i + 1;
        candies -= (candies < i + 1) ? candies : i + 1;
        ++i;
    }
    *returnSize = num_people;
    return ans;
}

说明:C语言需要手动管理内存,这里使用 malloc 分配了布尔值数组的内存,并在最后返回该数组和它的长度。

Python3版本
class Solution:
    def distributeCandies(self, candies: int, num_people: int) -> List[int]:
        ans = [0] * num_people
        i = 0
        while candies != 0:
            ans[i % num_people] += min(i + 1, candies)
            candies -= min(i + 1, candies)
            i += 1
        return ans

说明:Python的列表推导式使得代码非常简洁,一行即可完成所有操作。

Golang版本
package main
import "fmt"
func distributeCandies(candies int, num_people int) []int {
    ans := make([]int, num_people)
    i := 0
    for candies != 0 {
        ans[i % num_people] += min(candies, i + 1)
        candies -= min(candies, i + 1)
        i++
    }
    return ans
}

说明:Golang中,我们使用range关键字遍历数组,并

复杂度分析

  • 时间复杂度
  • Java、C、Python3、Golang版本:O(n),其中n是数组candies的长度。因为我们需要遍历整个数组两次,一次是为了找到最大糖果数,另一次是为了生成结果数组。但是,这两次遍历可以合并成一次,从而优化到O(n)。
  • 空间复杂度
  • Java、C、Python3、Golang版本:O(n),其中n是数组candies的长度。因为我们需要创建一个新的布尔值数组来存储结果。

方式二:单次遍历优化

思路

通过单次遍历数组,我们可以在遍历的同时找到最大糖果数,并同时构建结果数组。

代码实现

Java版本
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Solution {
    public List<Boolean> distributeCandies(int[] candies, int extraCandies) {
        List<Boolean> result = new ArrayList<>();
        int maxCandies = 0;
        
        for (int candy : candies) {
            // 检查并添加结果,同时更新最大糖果数
            result.add(candy + extraCandies >= (maxCandies = Math.max(maxCandies, candy)));
        }
        
        return result;
    }
}

说明:通过单次遍历,我们同时完成了最大糖果数的查找和结果数组的构建。

C语言版本
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
bool* distributeCandies(int* candies, int candiesSize, int extraCandies, int* returnSize){
    bool* result = (bool*)malloc(sizeof(bool) * candiesSize);
    int maxCandies = 0;
    
    for (int i = 0; i < candiesSize; i++) {
        // 检查并添加结果,同时更新最大糖果数
        result[i] = (candies[i] + extraCandies) >= (maxCandies = (candies[i] > maxCandies) ? candies[i] : maxCandies);
    }
    
    *returnSize = candiesSize;
    return result;
}
Python3版本
def distributeCandies(candies, extraCandies):
    max_candies = float('-inf')  # 初始化为负无穷大
    return [candy + extraCandies >= (max_candies := max(max_candies, candy)) for candy in candies]

注意:在Python 3.8+中,我们可以使用“海象运算符”(walrus operator):= 在表达式内部进行变量赋值。

Golang版本
package main
import "fmt"
func distributeCandies(candies []int, extraCandies int) []bool {
    result := make([]bool, len(candies))
    maxCandies := 0
    
    for i, candy := range candies {
        // 检查并添加结果,同时更新最大糖果数
        result[i] = candy+extraCandies >= (maxCandies = max(maxCandies, candy))
    }
    
    return result
}
func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}
func main() {
    // 示例
    candies := []int{2, 3, 5, 1, 3}
    extraCandies := 3
    fmt.Println(distributeCandies(candies, extraCandies)) // 输出: [true, true, true, false, true]
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中n是数组candies的长度。我们只需要遍历一次数组。
  • 空间复杂度:O(n),其中n是数组candies的长度。我们需要创建一个新的布尔值数组来存储结果。

总结

方式 优点 缺点 时间复杂度 空间复杂度
方式一 逻辑清晰,容易理解 需要两次遍历 O(n) O(n)
方式二 优化了时间复杂度,只需一次遍历 逻辑稍微复杂一些 O(n) O(n)

相似题目

以下是一些与“分发糖果”问题相似的题目,它们涉及到数组操作、条件判断以及可能的优化策略:

相似题目 难度 链接
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自定义问题:分发礼物(考虑学生喜好和礼物数量限制) 自定义 (无链接,可以根据实际需求创建该问题)

请注意,链接中提供的 leetcode-com.com 是个错误的链接,正确的应该是 leetcode.com,但我在表格中使用了 leetcode-cn.com,这是 LeetCode 的中文站点链接。如果访问英文站点,请使用 leetcode.com 对应的链接。对于自定义问题,它们没有现成的在线链接,但可以根据实际需求进行创建和解答。

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