[Leetcode 竞赛] 第 189 场周赛
竞赛链接
新鲜出炉昨天的周赛, 这场周赛发挥不太好, 最后一题一直没做出来, 一路看着自己排名从做完前三道题后的前 10 掉到了 200 多名…
总的来说感觉这场周赛题目前三道都特别简单, 第四题是一道计算几何的题目, 用到了好多初中/高中数学知识=.=
[1450] 在既定时间做作业的学生人数
题目难度: 简单
原题链接
题目描述
给你两个整数数组 startTime（开始时间）和 endTime（结束时间），并指定一个整数 queryTime 作为查询时间。
已知，第 i 名学生在 startTime[i] 时开始写作业并于 endTime[i] 时完成作业。
请返回在查询时间 queryTime 时正在做作业的学生人数。形式上，返回能够使 queryTime 处于区间 [startTime[i], endTime[i]]（含）的学生人数。
- startTime.length == endTime.length
- 1 <= startTime.length <= 100
- 1 <= startTime[i] <= endTime[i] <= 1000
- 1 <= queryTime <= 1000
题目样例
示例 1
输入
startTime = [1,2,3], endTime = [3,2,7], queryTime = 4
输出
1
解释
一共有 3 名学生。
- 第一名学生在时间 1 开始写作业，并于时间 3 完成作业，在时间 4 没有处于做作业的状态。
- 第二名学生在时间 2 开始写作业，并于时间 2 完成作业，在时间 4 没有处于做作业的状态。
- 第二名学生在时间 3 开始写作业，预计于时间 7 完成作业，这是是唯一一名在时间 4 时正在做作业的学生。
示例 2
输入
startTime = [4], endTime = [4], queryTime = 4
输出
1
解释
在查询时间只有一名学生在做作业。
示例 3
输入
startTime = [4], endTime = [4], queryTime = 5
输出
0
题目思考
- 题目很直白, 直接模拟可以吗?
解决方案
思路
- 遍历数组, 检查当前区间满不满足要求即可
复杂度
- 时间复杂度 O(N): 需要遍历每个元素一次
- 空间复杂度 O(1): 只使用了几个变量
代码
Python 3
class Solution:
def busyStudent(self, startTime: List[int], endTime: List[int],
queryTime: int) -> int:
# 简单的区间判断
res = 0
for i in range(len(startTime)):
if startTime[i] <= queryTime <= endTime[i]:
res += 1
return res
C++
class Solution {
public:
int busyStudent(vector<int>& startTime, vector<int>& endTime, int queryTime) {
int res = 0;
for (int i = 0; i < startTime.size(); ++i) {
if (startTime[i] <= queryTime && queryTime <= endTime[i]) {
++res;
}
}
return res;
}
};
[1451] 重新排列句子中的单词
题目难度: 中等
原题链接
题目描述
「句子」是一个用空格分隔单词的字符串。给你一个满足下述格式的句子 text :
句子的首字母大写
text 中的每个单词都用单个空格分隔。
请你重新排列 text 中的单词，使所有单词按其长度的升序排列。如果两个单词的长度相同，则保留其在原句子中的相对顺序。
请同样按上述格式返回新的句子。
- text 以大写字母开头，然后包含若干小写字母以及单词间的单个空格。
- 1 <= text.length <= 10^5
题目样例
示例 1
输入
text = “Leetcode is cool”
输出
“Is cool leetcode”
解释
句子中共有 3 个单词，长度为 8 的 “Leetcode” ，长度为 2 的 “is” 以及长度为 4 的 “cool” 。
输出需要按单词的长度升序排列，新句子中的第一个单词首字母需要大写。
示例 2
输入
text = “Keep calm and code on”
输出
“On and keep calm code”
解释
输出的排序情况如下：
- “On” 2 个字母。
- “and” 3 个字母。
- “keep” 4 个字母，因为存在长度相同的其他单词，所以它们之间需要保留在原句子中的相对顺序。
- “calm” 4 个字母。
- “code” 4 个字母。
示例 3
输入
text = “To be or not to be”
输出
“To be or to be not”
题目思考
- 可以使用什么数据结构?
解决方案
思路
- 先将原字符串转换成字符串集合
- 然后使用{len:[s]}字典, 把字符串长度作为 key, 字符串按照其遍历顺序加入到 value 列表中
- 注意开头字符串需要先转全小写, 最后生成好了之后开头字符串再转首字母大写
- 最后再将字符串集合拼接成字符串即可
复杂度
- 时间复杂度 O(NlogN): 遍历需要 O(N), 排序 key 需要 O(NlogN) (最差情况是每个字符串的长度都不一样)
- 空间复杂度 O(N): 使用了一个字典存所有字符串
代码
Python 3
class Solution:
def arrangeWords(self, text: str) -> str:
a = text.split()
a[0] = a[0].lower()
d = collections.defaultdict(list)
for s in a:
d[len(s)].append(s)
res = []
for k in sorted(d.keys()):
res.extend(d[k])
res[0] = res[0].title()
return ' '.join(res)
C++
class Solution {
public:
string arrangeWords(string text) {
string substr;
multimap<int, string> len2str;
transform(text.begin(), text.end(), text.begin(),::tolower);
istringstream stream(text);
while (getline(stream, substr, ' ')) {
len2str.emplace(substr.size(), substr);
}
string res;
for_each(len2str.begin(), len2str.end(), [&](const pair<int, string>& entry){ res += entry.second + ' '; });
res.pop_back();
res[0] = toupper(res[0]);
return res;
}
};
[1452] 收藏清单
题目难度: 中等
原题链接
题目描述
给你一个数组 favoriteCompanies ，其中 favoriteCompanies[i] 是第 i 名用户收藏的公司清单（下标从 0 开始）。
请找出不是其他任何人收藏的公司清单的子集的收藏清单，并返回该清单下标。下标需要按升序排列。
- 1 <= favoriteCompanies.length <= 100
- 1 <= favoriteCompanies[i].length <= 500
- 1 <= favoriteCompanies[i][j].length <= 20
- favoriteCompanies[i] 中的所有字符串 各不相同 。
- 用户收藏的公司清单也 各不相同 ，也就是说，即便我们按字母顺序排序每个清单， favoriteCompanies[i] != favoriteCompanies[j] 仍然成立。
- 所有字符串仅包含小写英文字母。
题目样例
示例 1
输入
favoriteCompanies = [[“leetcode”,“google”,“facebook”],[“google”,“microsoft”],[“google”,“facebook”],[“google”],[“amazon”]]
输出
[0,1,4]
解释
- favoriteCompanies[2]=[“google”,“facebook”] 是 favoriteCompanies[0]=[“leetcode”,“google”,“facebook”] 的子集。
- favoriteCompanies[3]=[“google”] 是 favoriteCompanies[0]=[“leetcode”,“google”,“facebook”] 和 favoriteCompanies[1]=[“google”,“microsoft”] 的子集。
- 其余的收藏清单均不是其他任何人收藏的公司清单的子集，因此，答案为 [0,1,4] 。
示例 2
输入
favoriteCompanies = [[“leetcode”,“google”,“facebook”],[“leetcode”,“amazon”],[“facebook”,“google”]]
输出
[0,1]
解释
favoriteCompanies[2]=[“facebook”,“google”] 是 favoriteCompanies[0]=[“leetcode”,“google”,“facebook”] 的子集，因此，答案为 [0,1] 。
示例 3
输入
favoriteCompanies = [[“leetcode”],[“google”],[“facebook”],[“amazon”]]
输出
[0,1,2,3]
题目思考
- 是否可以模拟整个过程?
- 需要用到什么数据结构和操作?
解决方案
思路
- 模拟整个过程
- 先将每个清单转换成集合
- 然后双重循环, 判断集合关系, 把确定不是其他任何一个子集的元素加入结果中即可
复杂度
- 时间复杂度 O(N^2*M): N 表示清单数目, M 表示单个清单的长度
- 空间复杂度 O(N*M): 将列表转化为了集合, 方便进行集合操作
代码
Python 3
class Solution:
def peopleIndexes(self, favoriteCompanies: List[List[str]]) -> List[int]:
res = []
n = len(favoriteCompanies)
favoriteCompanies = list(set(f) for f in favoriteCompanies)
for i in range(n):
for j in range(n):
if i != j and favoriteCompanies[i].issubset(
favoriteCompanies[j]):
break
else:
res.append(i)
return res
C++
class Solution {
public:
vector<int> peopleIndexes(vector<vector<string>>& favoriteCompanies) {
vector<int> res;
auto& v = favoriteCompanies;
for_each(v.begin(), v.end(), [](vector<string>& vec) { sort(vec.begin(), vec.end()); });
for(int i = 0; i < v.size(); ++i) {
bool isSubset = false;
for (int j = 0; j < v.size(); ++j) {
isSubset = i != j && includes(v[j].begin(), v[j].end(), v[i].begin(), v[i].end());
if (isSubset) {
break;
}
}
if (!isSubset) {
res.push_back(i);
}
}
return res;
}
};
[1453] 圆形靶内的最大飞镖数量
题目难度: 困难
原题链接
题目描述
墙壁上挂着一个圆形的飞镖靶。现在请你蒙着眼睛向靶上投掷飞镖。
投掷到墙上的飞镖用二维平面上的点坐标数组表示。飞镖靶的半径为 r 。
请返回能够落在 任意 半径为 r 的圆形靶内或靶上的最大飞镖数。
- 1 <= points.length <= 100
- points[i].length == 2
- -10^4 <= points[i][0], points[i][1] <= 10^4
- 1 <= r <= 5000
题目样例
示例 1
输入
points = [[-2,0],[2,0],[0,2],[0,-2]], r = 2
输出
4
解释
如果圆形的飞镖靶的圆心为 (0,0) ，半径为 2 ，所有的飞镖都落在靶上，此时落在靶上的飞镖数最大，值为 4 。
示例 2
输入
points = [[-3,0],[3,0],[2,6],[5,4],[0,9],[7,8]], r = 5
输出
5
解释
如果圆形的飞镖靶的圆心为 (0,4) ，半径为 5 ，则除了 (7,8) 之外的飞镖都落在靶上，此时落在靶上的飞镖数最大，值为 5 。
示例 3
输入
points = [[-2,0],[2,0],[0,2],[0,-2]], r = 1
输出
1
题目思考
- 是否可以找到所有可能的圆的圆心?
- 可以用到什么几何性质/公式吗?
解决方案
思路
-
推导
- 假设一个圆包含至少两个点, 那么它可以通过平移变换使得至少有两个点在圆上 (先平移固定一个点在圆上, 再旋转, 总可以再把另一个点放在圆上的)
- 所以两重循环遍历所有点的组合, 如果这两点的距离小于等于圆的直径, 则说明这两个点再加上半径能确定一个圆
- 然后根据确定出来的圆判断多少个点在该圆内, 找出包含点最多的圆即可
- 此题难点在于如何通过两个点和一个半径确定圆心, 其实就是二元二次方程, 通过定义一些合理的中间变量简化最终的表达式…
-
步骤
-
设两点是(x1,y1)和(x2,y2), 两点中心坐标是(px,py), 则
px=(x1+x2)/2,py=(y1+y2)/2 -
设两点之间距离为 d, 圆心到中点的距离为 h, 那么可以根据勾股定理求得
h=sqrt(r^2-(d/2)^2) -
这样就可以得到下面两个等式:
- 圆心到中点的距离为 h, 即
(cx-px)^2+(cy-py)^2=h^2 - 圆心到两点的中心的连线与两点之间连线是垂直的(因为圆心和两点构成了等腰三角形, 腰就是半径 r), 根据向量关系, 垂直的充要条件是两个向量的点积为 0, 即
(x1-x2)*(cx-px)+(y1-y2)*(cy-py)=0, 可以把(x1-x2)和(y1-y2)定义成新的变量 dx 和 dy 简化方程, 即dx*(cx-px)+dy*(cy-py)=0
- 圆心到中点的距离为 h, 即
-
联立两个方程可以解得:
cx = (+/-)h*dy/sqrt(dx^2+dy^2)+pxcy = (-/+)h*dx/sqrt(dx^2+dy^2)+py
-
注意一对解中的 cx 和 cy 的 sqrt 前面的符号是相反的
-
复杂度
- 时间复杂度 O(N^3): 两重循环确定所有点的组合 - O(N^2), 检查圆包含多少个点 - O(N), 所以总时间复杂度就是 O(N^3)
- 空间复杂度 O(1): 只使用了几个变量
代码
Python 3
import math
class Solution:
def numPoints(self, points: List[List[int]], r: int) -> int:
n = len(points)
def getinsidecount(cx, cy):
res = 0
for p in points:
x, y = p
if (x - cx)**2 + (y - cy)**2 <= r**2:
res += 1
return res
res = 1
for i in range(n):
for j in range(i + 1, n):
x1, y1 = points[i]
x2, y2 = points[j]
d2 = (x1 - x2)**2 + (y1 - y2)**2
if d2 > (2 * r)**2:
continue
px, py = (x1 + x2) / 2, (y1 + y2) / 2
dx, dy = x1 - x2, y1 - y2
h = math.sqrt(r**2 - d2 / 4)
for fx, fy in ((1, -1), (-1, 1)):
# 解有两个, 符号正好相反
cx = fx * h * dy / math.sqrt(dx**2 + dy**2) + px
cy = fy * h * dx / math.sqrt(dx**2 + dy**2) + py
res = max(res, getinsidecount(cx, cy))
return res
C++
class Solution {
public:
int numPoints(vector<vector<int>>& points, int r) {
int rSquare = r * r;
int rSquare4 = 4 * rSquare;
auto middle = [](const vector<int>& lhs, const vector<int>& rhs) {
vector<double> res(2);
res[0] = 1.0 * (lhs[0] + rhs[0]) / 2;
res[1] = 1.0 * (lhs[1] + rhs[1]) / 2;
return res;
};
auto difference = [](const vector<int>& lhs, const vector<int>& rhs) {
vector<double> res(2);
res[0] = lhs[0] - rhs[0];
res[1] = lhs[1] - rhs[1];
return res;
};
auto getDistance = [](const vector<double>& lhs) {
return lhs[0] * lhs[0] + lhs[1] * lhs[1];
};
auto getInsideCount = [&](double cx, double cy) {
int res = 0;
for_each(points.begin(), points.end(), [&](vector<int>& p) {
double dx = p[0] - cx;
double dy = p[1] - cy;
if (dx * dx + dy * dy <= rSquare) {
++res;
}
});
return res;
};
int res = 1;
for (int i = 0; i < points.size(); ++i) {
for (int j = i + 1; j < points.size(); ++j) {
auto diff = difference(points[i], points[j]);
double distance = getDistance(diff);
if (distance > rSquare4) {
continue;
}
auto mid = middle(points[i], points[j]);
double h = sqrt(1.0 * rSquare - 1.0 * distance / 4);
double dx = h * diff[1] / sqrt(1.0 * distance);
double dy = h * diff[0] / sqrt(1.0 * distance);
res = max(res, getInsideCount(mid[0] + dx , mid[1] - dy));
res = max(res, getInsideCount(mid[0] - dx , mid[1] + dy));
}
}
return res;
}
};
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