题目解析
这道“历练升级”的问题是一个典型的算法练习题,核心是通过模拟两个英雄的升级历练过程,判断哪些英雄有潜力达到超高等级。看似简单,但背后考验了算法优化的思维能力。以下是详细的解题思路与算法分析。
问题分析
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问题描述:
- 每天可以选择两个英雄进行历练,如果等级相同则无变化;如果等级不同,较高等级的英雄+1。
- 最终需要至少有一个英雄的等级能够达到超高值
2000000000000000。 - 问题的目标是计算有多少英雄有潜力达到这一等级。
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挑战分析:
- 若直接模拟每天的历练,英雄数量
n较大时,复杂度将会成倍增加,导致计算耗时过长。 - 因此,问题的关键在于找到能够判断“潜力英雄”的高效方法,而无需逐步模拟整个历练过程。
- 若直接模拟每天的历练,英雄数量
算法设计与实现
我们采用“排序+贪心”的算法思路,通过简化计算,快速判断哪些英雄能够成为潜力英雄。
1. 算法思路
- 判断潜力英雄:
- 对于目标等级
2000000000000000,如果某个英雄的初始等级已经很接近或超过目标值,那么他通过几次历练就能达到目标等级。相反,初始等级很低的英雄永远无法达到目标。
- 对于目标等级
- 贪心策略:
- 对英雄的等级进行排序,从最高等级开始判断,确保尽量减少重复检查。
- 直接跳过那些无法达到目标的英雄,避免无效计算。
2. 代码实现
以下是基于上述思路实现的Java代码:
import java.util.Arrays;
public class Main {
public static int solution(int n, int[] u) {
/// 排序英雄等级,便于从高到低判断
Arrays.sort(u);
long targetLevel = 2000000000000000L;
// 如果所有英雄最高等级都低于目标,则无潜力英雄
if (u[n - 1] < targetLevel) {
return 0;
}
// 从最高等级开始统计潜力英雄数量
int count = 0;
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
if (u[i] >= targetLevel) {
count++;
} else {
break; // 一旦遇到低于目标等级的英雄,结束统计
}
}
return count;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(solution(5, new int[]{1, 2, 3, 1, 2}) == 3);
System.out.println(solution(4, new int[]{100000, 100000, 100000, 100000}) == 0);
System.out.println(solution(6, new int[]{1, 1, 1, 2, 2, 2}) == 3);
}
}
3. 算法分析
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排序部分:
- 首先对英雄的等级进行排序,时间复杂度为
O(n log n)。
- 首先对英雄的等级进行排序,时间复杂度为
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潜力英雄判断:
- 通过一次从高到低的遍历,时间复杂度为
O(n)。
- 通过一次从高到低的遍历,时间复杂度为
-
总体复杂度:
- 排序和遍历相加,总体复杂度为
O(n log n),能够高效处理大规模数据。
- 排序和遍历相加,总体复杂度为
-
核心优化:
- 避免了逐对模拟的复杂计算,直接从英雄的等级出发判断潜力英雄。
知识总结
在解决这道问题的过程中,我们学到了以下关键知识:
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排序与优化思维:
- 排序不仅是一种工具,更是一种优化思维,通过将数据变得有序,可以快速判断问题的边界条件,减少无意义的计算。
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贪心算法的应用:
- 贪心策略通常适用于局部最优解可以扩展为整体最优解的场景。在本题中,从最高等级英雄出发逐步筛选“潜力英雄”,实现了整体优化。
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大数处理的技巧:
- 目标等级
2000000000000000远超普通整型数值范围,正确选择数据类型(如long)是解决问题的基础。
- 目标等级
学习计划
结合豆包MarsCode AI的刷题功能,我总结了如下高效学习计划:
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明确目标:
- 每周集中刷某一类算法题目(如排序、贪心、动态规划等),通过专注学习形成系统化思维。
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制定计划:
- 每天刷2-3道题,涵盖不同难度;每周总结本周刷题的心得,整理易错点和算法模板。
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错题复盘:
- 错题是学习的重点。将错题分类(如理解错误、代码实现错误),逐步解决每类问题,并记录解题思路。
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变式训练:
- 通过豆包MarsCode AI生成变式题,尝试用不同的思路解决问题,锻炼思维的灵活性和应变能力。
工具运用
在刷题过程中,我还探索了如何将豆包MarsCode AI刷题功能与其他学习资源结合:
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题解讨论:
- 将AI提供的解析与其他平台的题解(如LeetCode、牛客网)进行对比,寻找最优解。
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可视化工具:
- 使用如VisuAlgo等工具,直观展示排序、贪心算法的执行过程,帮助更好地理解底层逻辑。
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笔记整理:
- 用Markdown或在线笔记工具记录刷题心得,方便复习和共享。
总结
本题通过“排序+贪心”的算法解决了看似复杂的升级问题,展示了高效算法设计的魅力。在学习中,我们不仅要关注结果,更要深入理解算法的设计思想和优化过程。同时,合理规划学习计划,结合AI和其他资源,不断提升自己的问题解决能力,是高效学习的关键。