小M负责在一条笔直的道路上安装照明灯,但并不是所有位置都适合安装。道路的起点是0,终点是M,只有在一些特定的坐标 𝑥1,𝑥2,x 2,...,x n 可以安装照明灯,每个坐标最多只能安装一个灯。现在,小M需要在这些位置中安装 𝑘k 个照明灯,为了保证道路的覆盖效果,他希望让任意两个照明灯之间的距离尽量远。你能帮小M计算出两个最近的照明灯之间的最大可能距离吗?
这道题的目标是找到在给定的位置中安装 k 个照明灯,使得任意两个照明灯之间的最小距离最大化。这是一个典型的二分查找问题,结合贪心算法来解决。
解题思路 理解问题: 我们需要在 positions 列表中选择 k 个位置来安装照明灯。 目标是使得任意两个照明灯之间的最小距离最大化。 数据结构选择: 由于 positions 是一个列表,我们可以先对其进行排序,以便更容易计算相邻位置之间的距离。
算法步骤: 二分查找:我们可以使用二分查找来确定两个照明灯之间的最小距离。 设 left 为最小可能的距离(即1),right 为最大可能的距离(即 positions 中最大值与最小值的差)。 在 left 和 right 之间进行二分查找,每次取中间值 mid,判断是否可以在 positions 中选择 k 个位置,使得任意两个位置之间的距离至少为 mid。
验证: 对于每个 mid,从 positions 的第一个位置开始,尝试放置照明灯,确保每个照明灯之间的距离至少为 mid。 如果能够放置 k 个照明灯,则说明 mid 是一个可行解,尝试更大的 mid;否则,尝试更小的 mid。 返回结果: 最终二分查找的结果即为所求的最大最小距离。 伪代码框架
python: def solution(n: int, k: int, positions: list) -> int: # 对 positions 进行排序 positions.sort()
# 定义二分查找的左右边界
left, right = 1, positions[-1] - positions[0]
# 二分查找
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if can_place_lights(positions, k, mid):
left = mid + 1
else:
right = mid - 1
return right
def can_place_lights(positions, k, distance): # 贪心验证是否可以在 positions 中放置 k 个灯,使得任意两个灯之间的距离至少为 distance count = 1 last_position = positions[0] for i in range(1, len(positions)): if positions[i] - last_position >= distance: count += 1 last_position = positions[i] if count >= k: return True return False
关键步骤 排序:确保 positions 是有序的。 二分查找:在可能的距离范围内进行二分查找。 贪心验证:检查是否可以在当前距离下放置 k 个照明灯。 通过这种方式,你可以有效地找到两个照明灯之间的最大可能最小距离。