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深入解析贪心算法:巧解种花问题与验证回文字符串Ⅱ

前端

贪心算法是一种在每个步骤中做出当下看似最优的决策,以期得到最优或近似最优解的算法。它广泛应用于各种实际问题中,如资源分配、调度、网络流等。贪心算法的优点在于简单易懂、实现方便,但缺点在于有时会做出错误的决策,导致最终解不是最优解。

在种花问题中,我们有一个长度为 n 的花坛,需要在其中种 n 朵花。每朵花需要种植在一个独立的花盆中,并且相邻的花盆之间至少需要一个单位的距离。求种花的最少花盆数。

这个问题可以使用贪心算法来解决。我们可以从花坛的左侧开始,依次将花种在花坛中。每种一朵花,我们就将花坛中相邻的花盆标记为不可用。这样,我们就可以保证每朵花都有一个独立的花盆,并且相邻的花盆之间至少有一个单位的距离。

在验证回文字符串Ⅱ问题中,我们有一个字符串 s,需要判断它是否可以通过删除至多一个字符成为回文串。

这个问题也可以使用贪心算法来解决。我们可以从字符串的两端开始,分别向中间移动指针。如果两个指针指向的字符相同,则将它们都移动到下一个字符。如果两个指针指向的字符不同,则将其中一个字符删除,并继续移动指针。这样,我们就可以保证删除至多一个字符后,字符串 s 变成回文串。

贪心算法是一种非常重要的算法技巧,它可以在许多实际问题中发挥作用。通过学习贪心算法,我们可以提高自己的算法设计能力,并解决更多复杂的问题。

种花问题

种花问题是一个经典的贪心算法问题。这个问题的如下:

  • 有一个长度为 n 的花坛,需要在其中种 n 朵花。
  • 每朵花需要种植在一个独立的花盆中,并且相邻的花盆之间至少需要一个单位的距离。
  • 求种花的最少花盆数。

我们可以使用贪心算法来解决这个问题。从花坛的左侧开始,依次将花种在花坛中。每种一朵花,我们就将花坛中相邻的花盆标记为不可用。这样,我们就可以保证每朵花都有一个独立的花盆,并且相邻的花盆之间至少有一个单位的距离。

贪心算法的实现如下:

def plant_flowers(n):
  """
  种花问题

  Args:
    n: 花坛的长度

  Returns:
    种花的最少花盆数
  """

  # 创建一个布尔数组,表示花坛中每个位置是否可用
  available = [True] * n

  # 计数器,用于记录种花的花盆数
  count = 0

  # 遍历花坛
  for i in range(n):
    # 如果当前位置可用,则种一朵花
    if available[i]:
      count += 1
      # 将当前位置标记为不可用
      available[i] = False
      # 将相邻的位置标记为不可用
      if i + 1 < n:
        available[i + 1] = False

  # 返回种花的最少花盆数
  return count

验证回文字符串Ⅱ

验证回文字符串Ⅱ问题是一个经典的贪心算法问题。这个问题的如下:

  • 有一个字符串 s,需要判断它是否可以通过删除至多一个字符成为回文串。

我们可以使用贪心算法来解决这个问题。从字符串的两端开始,分别向中间移动指针。如果两个指针指向的字符相同,则将它们都移动到下一个字符。如果两个指针指向的字符不同,则将其中一个字符删除,并继续移动指针。这样,我们就可以保证删除至多一个字符后,字符串 s 变成回文串。

贪心算法的实现如下:

def is_palindrome_with_one_deletion(s):
  """
  验证回文字符串Ⅱ

  Args:
    s: 字符串

  Returns:
    True 如果字符串可以通过删除至多一个字符成为回文串,否则返回 False
  """

  # 创建两个指针,指向字符串的两端
  left = 0
  right = len(s) - 1

  # 遍历字符串
  while left < right:
    # 如果两个指针指向的字符相同,则将它们都移动到下一个字符
    if s[left] == s[right]:
      left += 1
      right -= 1
    # 如果两个指针指向的字符不同,则将其中一个字符删除,并继续移动指针
    else:
      # 删除左指针指向的字符
      if is_palindrome(s[left + 1:right + 1]):
        return True
      # 删除右指针指向的字符
      if is_palindrome(s[left:right]):
        return True
      # 都不行,则返回 False
      return False

  # 返回 True
  return True


def is_palindrome(s):
  """
  判断字符串是否为回文串

  Args:
    s: 字符串

  Returns:
    True 如果字符串是回文串,否则返回 False
  """

  # 创建一个新的字符串,将字符串 s 反转
  reversed_s = s[::-1]

  # 比较字符串 s 和反转后的字符串 reversed_s 是否相同
  return s == reversed_s