【限时免费】20天拿下华为OD笔试之【队列】2023B-不开心的小朋友全网注释最详细分类最全的华为OD真题题解

题目描述与示例

题目描述

游乐场里增加了一批摇摇车，非常受小朋友欢迎，但是每辆摇摇车同时只能有一个小朋友使用，如果没有空余的摇摇车需要排队等候，或者直接离开，最后没有玩上的小朋友会非常不开心。

请根据今天小朋友的来去情况，统计不开心的小朋友数量。

1. 摇摇车数量为N，范围是: 1 <= N < 10;
2. 每个小朋友都对应一个编码，编码是不重复的数字，今天小朋友的来去情况，可以使用编码表示为:1 1 2 3 2 3。(若小朋友离去之前有空闲的摇摇车，则代表玩耍后离开；不考虑小朋友多次玩的情况)。小朋友数量≤ 100
3. 题目保证所有输入数据无异常且范围满足上述说明

输入描述

第一行: 摇摇车数量 第二行: 小朋友来去情况

输出描述

返回不开心的小朋友数量

示例一

输入

1
1 2 1 2

输出

0

说明

第一行，1个摇摇车 第二行，1号来 2号来(排队) 1号走 2号走(1号走后摇摇车已有空闲，所以玩后离开)

示例二

输入

1
1 2 2 3 1 3

输出

1

说明

第一行，1个摇摇车 第二行，1号来 2号来(排队) 2号走(不开心离开) 3号来(排队)1号走 3号走(1号走后摇摇车已有空闲，所以玩后离)

解题思路

在摇摇车满位的情况下，小朋友的排队顺序天然地符合先进先出的顺序，很容易想到用队列维护排队过程。

wait_queue = deque()

但本题的难点在于处理好每一个小朋友的状态。每一个小朋友均有三种不同的状态：

• 是否出现过
• 是否玩上了摇摇车
• 是否离开（无论是玩完离开还是生气离开）

因此可以用哈希表记录每一个小朋友的状态，哈希表的默认值为一个长度为3的列表，分别对应上述的三种状态。

children_state_dic = defaultdict(lambda: [False, False, False])

遍历小朋友来去情况的序列。每一个小朋友，一共存在以下四种情况：

1. 小朋友第一次出现（来到），摇摇车有位置。
   1. 标记小朋友已经来过
   2. 小朋友直接去玩
   3. 正在玩摇摇车的人数+1
   4. 注意：此时排队队列一定为空，否则摇摇车不可能有位置
2. 小朋友第一次出现（来到），摇摇车没位置
   1. 标记小朋友已经来过
   2. 小朋友加入队列末尾
3. 小朋友第二次出现（离开），刚刚玩上了摇摇车（满意离开）
   1. 标记小朋友已经离开
   2. 正在玩摇摇车的人数-1
   3. 由于玩摇摇车的人数减少，排在队头的小朋友（如果他刚刚没有生气离开），则可以出队去玩摇摇车
4. 小朋友第二次出现（离开），刚刚没玩上摇摇车（生气离开）
   1. 标记小朋友已经离开
   2. 不开心的小朋友人数+1

上述分类讨论组织成代码即为

for child in children:
    if children_state_dic[child][0] is False:
        children_state_dic[child][0] = True
        if play_num < n:
            children_state_dic[child][1] = True
            play_num += 1
        else:
            wait_queue.append(child)
    else:
        children_state_dic[child][2] = True
        if children_state_dic[child][1] is True:
            play_num -= 1
            while len(wait_queue) > 0 and play_num < n:
                nxt_child = wait_queue.popleft()
                if children_state_dic[nxt_child][2] is False:
                    children_state_dic[nxt_child][1] = True
                    play_num += 1
        else:
            angry_num += 1

代码

Python

# 题目：【队列】2023B-不开心的小朋友
# 分值：200
# 作者：闭着眼睛学数理化
# 算法：队列
# 代码看不懂的地方，请直接在群上提问


from collections import deque, defaultdict

# 摇摇车数量
n = int(input())
# 小朋友序列，编码用字符串即可
children = input().split()
# 初始化小朋友的等待队列
wait_queue = deque()
# 用一个哈希表记录每一个小朋友的状态，默认值为一个长度为3的列表
# 分别表示：是否之前出现过/是否玩上了摇摇车/是否已经离开
children_state_dic = defaultdict(lambda: [False, False, False])
play_num = 0
angry_num = 0
# 遍历小朋友序列
for child in children:
    # 小朋友编号第一次出现，过来玩摇摇车
    if children_state_dic[child][0] is False:
        # 将小朋友标记为已经来过
        children_state_dic[child][0] = True
        # 第一种情况：摇摇车有位置，可以玩，不用排队
        if play_num < n:
            children_state_dic[child][1] = True
            play_num += 1
        # 第二种情况：摇摇车没位置，不可以玩，加入队列排队
        else:
            wait_queue.append(child)
    # 小朋友编号第二次出现，玩完/生气离开
    else:
        # 将小朋友标记为已经离开
        children_state_dic[child][2] = True
        # 第三种情况：这个小朋友刚刚玩上了摇摇车，现在玩完摇摇车离开
        if children_state_dic[child][1] is True:
            # 玩摇摇车人数-1
            play_num -= 1
            # 队列中正在排队的小朋友可以进来玩
            while len(wait_queue) > 0 and play_num < n:
                # 队头等待的小朋友nxt_child出队
                nxt_child = wait_queue.popleft()
                # 如果在等待队列中的小朋友，没有被标记为生气离开，则可以玩摇摇车
                if children_state_dic[nxt_child][2] is False:
                    children_state_dic[nxt_child][1] = True
                    # 玩摇摇车人数+1
                    play_num += 1
        # 第四种情况：这个小朋友刚刚没玩上摇摇车，生气离开
        else:
            # 生气人数+1
            angry_num += 1

print(angry_num)

Java

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        String[] children = scanner.nextLine().split(" ");
        Queue<String> waitQueue = new LinkedList<>();
        Map<String, List<Boolean>> childrenState = new HashMap<>();
        int playNum = 0;
        int angryNum = 0;
        
        for (String child : children) {
            if (!childrenState.containsKey(child)) {
                childrenState.put(child, Arrays.asList(false, false, false));
            }
            
            if (!childrenState.get(child).get(0)) {
                childrenState.get(child).set(0, true);
                if (playNum < n) {
                    childrenState.get(child).set(1, true);
                    playNum++;
                } else {
                    waitQueue.add(child);
                }
            } else {
                childrenState.get(child).set(2, true);
                if (childrenState.get(child).get(1)) {
                    playNum--;
                    while (!waitQueue.isEmpty() && playNum < n) {
                        String nxtChild = waitQueue.poll();
                        if (!childrenState.get(nxtChild).get(2)) {
                            childrenState.get(nxtChild).set(1, true);
                            playNum++;
                        }
                    }
                } else {
                    angryNum++;
                }
            }
        }

        System.out.println(angryNum);
    }
}

C++

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    string child;
    queue<string> waitQueue;
    unordered_map<string, vector<bool>> childrenState;
    int playNum = 0;
    int angryNum = 0;
    
    while (cin >> child) {
        if (childrenState.find(child) == childrenState.end()) {
            childrenState[child] = {false, false, false};
        }
        if (!childrenState[child][0]) {
            childrenState[child][0] = true;
            if (playNum < n) {
                childrenState[child][1] = true;
                playNum++;
            } else {
                waitQueue.push(child);
            }
        } else {
            childrenState[child][2] = true;
            if (childrenState[child][1]) {
                playNum--;
                while (!waitQueue.empty() && playNum < n) {
                    string nxtChild = waitQueue.front();
                    waitQueue.pop();
                    if (!childrenState[nxtChild][2]) {
                        childrenState[nxtChild][1] = true;
                        playNum++;
                    }
                }
            } else {
                angryNum++;
            }
        }
    }

    cout << angryNum << endl;

    return 0;
}

时空复杂度

时间复杂度：O(M)。遍历每一个小朋友的情况，每一个小朋友最多出入队一次。

空间复杂度：O(M)。哈希表和队列所占空间均为O(M)。

---

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