leetcode506.相对名次

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给你一个长度为 n 的整数数组 score ,其中 score[i] 是第 i 位运动员在比赛中的得分。所有得分都 互不相同 。
运动员将根据得分 决定名次 ,其中名次第 1 的运动员得分最高,名次第 2 的运动员得分第 2 高,依此类推。运动员的名次决定了他们的获奖情况:
名次第 1 的运动员获金牌 “Gold Medal” 。
名次第 2 的运动员获银牌 “Silver Medal” 。
名次第 3 的运动员获铜牌 “Bronze Medal” 。
从名次第 4 到第 n 的运动员,只能获得他们的名次编号(即,名次第 x 的运动员获得编号 “x”)。
使用长度为 n 的数组 answer 返回获奖,其中 answer[i] 是第 i 位运动员的获奖情况。leetcode506.相对名次_第1张图片

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/relative-ranks
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做题之前先了解下堆的相关基础概念

什么是堆?

堆是一种基于完全二叉树实现的抽象数据结构,具有以下特点:

  • 堆可以是最大堆(父节点的值大于等于其子节点的值),也可以是最小堆(父节点的值小于等于其子节点的值)。
  • 堆中每个节点的值都满足堆的性质,即任何一个父节点都比其子节点大(或小)。
  • 堆通常使用数组实现,其中任何一个节点的下标为i,则其父节点的下标为(i-1)/2,左子节点的下标为2i+1,右子节点的下标为2i+2。
  • 堆支持插入和删除操作,插入操作会使堆重新满足堆的性质,删除操作通常是删除最大值或最小值的操作,在最大堆中,删除操作会删除堆顶元素(即最大值),并重新调整堆以满足堆的性质。

堆是一种非常重要的数据结构,常见的应用包括排序算法(如堆排序、优先队列等)和图算法(如最短路径算法、最小生成树算法等)的优化。

优先队列

PriorityQueue(优先队列)是一种基于优先级堆的队列数据结构,具有以下特点:

  • 内部通过堆实现,堆的根节点是队列中最高或最低的元素(取决于使用的比较器或默认的自然排序)。
  • 插入元素时,会根据它们的优先级自动进行排序。默认情况下,元素的顺序按照其自然顺序确定,也可以通过提供一个自定义的Comparator实现自定义排序。
  • 可以进行快速的查找、删除最高/最低元素,并支持常用的队列操作,如插入、删除和查找操作。
  • PriorityQueue允许重复元素,但不保证它们存储的顺序。
  • PriorityQueue不是线程安全的,如果需要在多个线程中使用,需要进行同步处理。

解题

本来是想做每日一题1439.有序矩阵中的第 k 个最小数组和的,但是真的是毫无头绪,看了题解说是需要使用堆来完成(我真的不知道怎么去解决), 决定由基础做起,边找到了简单的leetcode506.相对名次来开始学习堆的使用。

  • 解题思路
  1. 创建HashMap来记录分数和下标之间的关系
  2. 创建一个最大堆,用于对给定的分数进行排序,从而确定每个开放者的名次。由于我们需要为每个运动员分配名次,所以我们还需要知道原始下标。在完成排序后,我们可以使用映射表来找到与给定分数对应的原下标,并将相应的奖牌或编号分配给该运动员。
class Solution {
    public String[] findRelativeRanks(int[] score) {
        String[] res = new String[score.length];

        // 1. 创建map来记录分数和下标的关系
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        // 向map里面加入值
        for(int i = 0; i< score.length; i++){
            map.put(score[i], i);
        }

        // 2. 创建最大堆,用来排序
        PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>((a,b) -> b-a);
        // 添加数据
        for(int s : score){
            queue.offer(s);
        }

        // 遍历最大堆,取到
        int i = 0;
        while(!queue.isEmpty()){
            int curScore = queue.poll();
            // 取到该分数对应的下标
            int index = map.get(curScore);
            
            if(i == 0){
                res[index] = "Gold Medal";
            }else if(i == 1){
                res[index] = "Silver Medal";
            }else if(i == 2){
                res[index] = "Bronze Medal";
            }else{
                res[index] = String.valueOf(i+1);
            }
            i++;
        }
        return res;
    }

}

使用最大堆解决!
leetcode506.相对名次_第2张图片

ps:PriorityQueue queue = new PriorityQueue<>();默认是从小到大的排序的,在括号中提供一个比较器可以覆盖默认行为,这里 (a, b) -> b - a 中的 lambda 表达式就表示用 b - a 的结果进行比较,以逆序排序。其值为正(例如 b > a)时,会返回 1,保证 b 放在 a 前;值为负时会返回 -1,保证 a 放在 b 前。

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