#青训营笔记创作活动

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问题理解与背景

小C和小U的故事为我们提供了一个有趣的数学问题背景。他们各自从三个给定的区间中选择一个区间,并在各自的区间内选择一个数,使得这两个数分别在对方的区间内,并且这两个数的和尽可能大。这个问题不仅涉及到区间操作,还涉及到数对的选择和优化问题。

问题分解与思考

  1. 区间选择

    • 小C和小U各自从三个区间中选择一个区间。由于选择的区间不能相同,这意味着我们需要考虑所有可能的区间对。
    • 具体来说,我们有三个区间 [l1, r1][l2, r2], 和 [l3, r3],我们需要从中选择两个不同的区间。
  2. 数对选择

    • 在选择的两个区间内,各自选择一个数。这两个数需要满足一个条件:选择的数必须在对方的区间内。
    • 这意味着我们需要在每个区间内选择一个数,并检查这个数是否在对方的区间内。
  3. 最大化数对和

    • 我们需要找到所有满足条件的数对,并计算它们的和。目标是找到这些数对中最大的和。
    • 如果没有任何数对满足条件,则返回 -1

数据结构与算法选择

  1. 数据结构

    • 我们可以使用数组来表示每个区间,例如 int[] range1 = {l1, r1}
    • 使用二维数组 int[][] ranges = {range1, range2, range3} 来存储所有区间。
  2. 算法步骤

    • 生成所有可能的区间对:使用两层循环遍历所有可能的区间对,确保选择的区间不同。
    • 选择数对:在每个区间对中,使用两层循环选择数对。
    • 检查数对的有效性:检查选择的数对是否分别在对方的区间内。
    • 计算和更新最大和:如果数对有效,计算它们的和并更新最大和。

具体实现思路

  1. 初始化最大和

    • 我们初始化 maxSum 为 -1,表示如果没有有效数对,则返回 -1
  2. 生成区间对

    • 使用两层循环遍历所有可能的区间对,确保选择的区间不同。
    • 例如,对于区间 rangeA 和 rangeB,我们遍历 rangeA 中的每个数 a,并在 rangeB 中遍历每个数 b
  3. 选择数对

    • 在每个区间对中,使用两层循环选择数对。
    • 例如,对于 rangeA 中的每个数 a,我们在 rangeB 中选择一个数 b
  4. 检查数对的有效性

    • 检查选择的数对是否分别在对方的区间内。
    • 例如,检查 a 是否在 rangeB 内,b 是否在 rangeA 内。
  5. 计算和更新最大和

    • 如果数对有效,计算它们的和并更新 maxSum
    • 例如,如果 a 和 b 满足条件,计算 sum = a + b,并更新 maxSum

代码实现与优化

  1. 代码框架

    • 我们可以使用嵌套循环来实现上述算法步骤。
    • 例如,使用两层循环生成所有可能的区间对,并在每个区间对中使用两层循环选择数对。
  2. 优化思路

    • 我们可以考虑优化数对选择的效率。例如,在选择数对时,可以先选择较大的数,以减少不必要的计算。
    • 例如,在 rangeA 中选择较大的数 a,并在 rangeB 中选择较大的数 b,这样可以更快地找到最大和。

总结与反思

  1. 问题解决思路

    • 通过分解问题、选择合适的数据结构和算法,我们可以有效地解决这个问题。
    • 具体来说,我们通过生成所有可能的区间对,选择数对,并检查数对的有效性,最终找到最大和。
  2. 个人思考

    • 这个问题不仅涉及到区间操作,还涉及到数对的选择和优化问题。通过解决这个问题,我们可以更好地理解区间操作和数对选择的基本思路。
    • 在实际编程中,我们可以通过优化算法和选择合适的数据结构来提高代码的效率。
  3. 进一步思考

    • 如果区间数量增加,如何优化算法以提高效率?

    • 如果区间范围较大,如何减少不必要的计算?public class Main { public static int solution(int l1, int r1, int l2, int r2, int l3, int r3) { // 定义三个区间 int[] range1 = {l1, r1}; int[] range2 = {l2, r2}; int[] range3 = {l3, r3};

      // 初始化最大和为-1 int maxSum = -1;

      // 生成所有可能的区间对 int[][] ranges = {range1, range2, range3}; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { if (i != j) { // 选择两个不同的区间 int[] rangeA = ranges[i]; int[] rangeB = ranges[j];

              // 在区间A和区间B中选择数对
              for (int a = rangeA[0]; a <= rangeA[1]; a++) {
                  for (int b = rangeB[0]; b <= rangeB[1]; b++) {
                      // 检查数对的有效性
                      if (a >= rangeB[0] && a <= rangeB[1] && b >= rangeA[0] && b <= rangeA[1]) {
                          // 计算数对的和
                          int sum = a + b;
                          // 更新最大和
                          if (sum > maxSum) {
                              maxSum = sum;
                          }
                      }
                  }
              }
          }
      }
      

      }

      return maxSum; }

    public static void main(String[] args) { System.out.println(solution(1, 3, 2, 4, 4, 6) == 8); System.out.println(solution(1, 2, 2, 3, 3, 4) == 6); System.out.println(solution(10, 20, 15, 25, 30, 40) == 40); } }