LCCUP 力扣杯2020秋季编程大赛题解

阳光穿透心脏的1/2处 2022-12-06 04:24 102阅读 0赞

# **目录** #

1. 速算机器人

2. 早餐组合

3. 秋叶收藏集

4. 快速公交

5. 追逐游戏

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# 1. 速算机器人 #

小扣在秋日市集发现了一款速算机器人。店家对机器人说出两个数字（记作 `x` 和 `y`），请小扣说出计算指令：

*  `"A"` 运算：使 `x = 2 * x + y`；
 *  `"B"` 运算：使 `y = 2 * y + x`。

在本次游戏中，店家说出的数字为 `x = 1` 和 `y = 0`，小扣说出的计算指令记作仅由大写字母 `A`、`B` 组成的字符串 `s`，字符串中字符的顺序表示计算顺序，请返回最终 `x` 与 `y` 的和为多少。

**示例 1：**

> **输入**：`s = "AB"`
> 
> **输出**：`4`
> 
> **解释**：  
> 经过一次 A 运算后，x = 2, y = 0。  
> 再经过一次 B 运算，x = 2, y = 2。  
> 最终 x 与 y 之和为 4。

**提示：**

*  `0 <= s.length <= 10`
 *  `s` 由 `'A'` 和 `'B'` 组成

**解题思路：**

直接便利一遍字符串，按照题意直接进行计算

**代码：**

class Solution {
    public:
        int calculate(string s) {
            int x = 1,y = 0;
            for(int i = 0;i<s.length();i++){
                if(s[i]=='A')
                    x = 2*x+y;
                else
                    y = 2*y+x;
            }
            return x+y;
        }
    };

# 2. 早餐组合 #

小扣在秋日市集选择了一家早餐摊位，一维整型数组 `staple` 中记录了每种主食的价格，一维整型数组 `drinks` 中记录了每种饮料的价格。小扣的计划选择一份主食和一款饮料，且花费不超过 `x` 元。请返回小扣共有多少种购买方案。

注意：答案需要以 `1e9 + 7 (1000000007)` 为底取模，如：计算初始结果为：`1000000008`，请返回 `1`

**示例 1：**

> **输入**：`staple = [10,20,5], drinks = [5,5,2], x = 15`
> 
> **输出**：`6`
> 
> **解释**：小扣有 6 种购买方案，所选主食与所选饮料在数组中对应的下标分别是：  
> 第 1 种方案：staple\[0\] + drinks\[0\] = 10 + 5 = 15；  
> 第 2 种方案：staple\[0\] + drinks\[1\] = 10 + 5 = 15；  
> 第 3 种方案：staple\[0\] + drinks\[2\] = 10 + 2 = 12；  
> 第 4 种方案：staple\[2\] + drinks\[0\] = 5 + 5 = 10；  
> 第 5 种方案：staple\[2\] + drinks\[1\] = 5 + 5 = 10；  
> 第 6 种方案：staple\[2\] + drinks\[2\] = 5 + 2 = 7。

**示例 2：**

> **输入**：`staple = [2,1,1], drinks = [8,9,5,1], x = 9`
> 
> **输出**：`8`
> 
> **解释**：小扣有 8 种购买方案，所选主食与所选饮料在数组中对应的下标分别是：  
> 第 1 种方案：staple\[0\] + drinks\[2\] = 2 + 5 = 7；  
> 第 2 种方案：staple\[0\] + drinks\[3\] = 2 + 1 = 3；  
> 第 3 种方案：staple\[1\] + drinks\[0\] = 1 + 8 = 9；  
> 第 4 种方案：staple\[1\] + drinks\[2\] = 1 + 5 = 6；  
> 第 5 种方案：staple\[1\] + drinks\[3\] = 1 + 1 = 2；  
> 第 6 种方案：staple\[2\] + drinks\[0\] = 1 + 8 = 9；  
> 第 7 种方案：staple\[2\] + drinks\[2\] = 1 + 5 = 6；  
> 第 8 种方案：staple\[2\] + drinks\[3\] = 1 + 1 = 2；

**提示：**

*  `1 <= staple.length <= 10^5`
 *  `1 <= drinks.length <= 10^5`
 *  `1 <= staple[i],drinks[i] <= 10^5`
 *  `1 <= x <= 2*10^5`

**解题思路：**

首先对两个数组进行排序，然后遍历第一个数组的每一个数，然后用x减去该数，在另一个数组中进行二分查找，就能找到在满足第一个数组值的同时，第二个数组中满足的个数，求和即可

**代码：**

class Solution {
    public:
        const int mod = 1e9+7;
        int breakfastNumber(vector<int>& staple, vector<int>& drinks, int x) {
            sort(staple.begin(),staple.end());
            sort(drinks.begin(),drinks.end());
            long long ans = 0;
            for(int i = 0;i<staple.size();i++){
                int s = staple[i];
                if(s>x)break;
                int idx = lower_bound(drinks.begin(),drinks.end(),x-s+1)-drinks.begin();
                if(idx==0)continue;
                ans = (ans+idx)%mod;
            }
            return ans;
        }
    };

# 3. 秋叶收藏集 #

小扣出去秋游，途中收集了一些红叶和黄叶，他利用这些叶子初步整理了一份秋叶收藏集 `leaves`， 字符串 `leaves` 仅包含小写字符 `r` 和 `y`， 其中字符 `r` 表示一片红叶，字符 `y` 表示一片黄叶。  
出于美观整齐的考虑，小扣想要将收藏集中树叶的排列调整成「红、黄、红」三部分。每部分树叶数量可以不相等，但均需大于等于 1。每次调整操作，小扣可以将一片红叶替换成黄叶或者将一片黄叶替换成红叶。请问小扣最少需要多少次调整操作才能将秋叶收藏集调整完毕。

**示例 1：**

> **输入**：`leaves = "rrryyyrryyyrr"`
> 
> **输出**：`2`
> 
> **解释**：调整两次，将中间的两片红叶替换成黄叶，得到 "rrryyyyyyyyrr"

**示例 2：**

> **输入**：`leaves = "ryr"`
> 
> **输出**：`0`
> 
> **解释**：已符合要求，不需要额外操作

**提示：**

*  `3 <= leaves.length <= 10^5`
 *  `leaves` 中只包含字符 `'r'` 和字符 `'y'`

**解题思路：**

借鉴[这里][Link 1]的说法，用 s\[x\] 表示 \[0, x) 区间内红叶的数量. 假设整理后红叶的区间为 \[0, i\] 和 \[j, n), 那么黄叶的区间为 \[i+1, j), 需要操作的总次数为 (i + 1 - s\[i + 1\]) + (n - j - s\[n\] + s\[j\]) + (s\[j\] - s\[i + 1\]), 整理后得到 n - s\[n\] + (i - 2 \* s\[i\]) - (j - 2 \* s\[j\]), 只需要记录到目前为止看到的 x - 2 \* s\[x\] 的最小值即可，因此令s\[x\] =  x - 2 \* s\[x\]，结果ans=min(ans,s\[n\] + s\[i\] - j)

**代码：**

class Solution {  
    public:
        int minimumOperations(string leaves) {
            int n = leaves.size();
            int ans = 1e9;
            vector<int>s(n+1,0);
            for(int i = 0;i<n;i++)
                s[i+1]=s[i]+(leaves[i]=='y');
            for(int i = 1;i<n;i++)
                s[i]=i-2*s[i];
            for(int i = 2,j = s[1];i<n;i++)
            {
                ans=min(ans,s[n]+s[i]-j);
                j=max(j,s[i]);
            }
            return ans;
        }
    };

# 4. 快速公交 #

小扣打算去秋日市集，由于游客较多，小扣的移动速度受到了人流影响：

*  小扣从 `x` 号站点移动至 `x + 1` 号站点需要花费的时间为 `inc`；
 *  小扣从 `x` 号站点移动至 `x - 1` 号站点需要花费的时间为 `dec`。

现有 `m` 辆公交车，编号为 `0` 到 `m-1`。小扣也可以通过搭乘编号为 `i` 的公交车，从 `x` 号站点移动至 `jump[i]*x` 号站点，耗时仅为 `cost[i]`。小扣可以搭乘任意编号的公交车且搭乘公交次数不限。

假定小扣起始站点记作 `0`，秋日市集站点记作 `target`，请返回小扣抵达秋日市集最少需要花费多少时间。由于数字较大，最终答案需要对 1000000007 (1e9 + 7) 取模。

注意：小扣可在移动过程中到达编号大于 `target` 的站点。

**示例 1：**

> **输入**：`target = 31, inc = 5, dec = 3, jump = [6], cost = [10]`
> 
> **输出**：`33`
> 
> **解释**：  
> 小扣步行至 1 号站点，花费时间为 5；  
> 小扣从 1 号站台搭乘 0 号公交至 6 \* 1 = 6 站台，花费时间为 10；  
> 小扣从 6 号站台步行至 5 号站台，花费时间为 3；  
> 小扣从 5 号站台搭乘 0 号公交至 6 \* 5 = 30 站台，花费时间为 10；  
> 小扣从 30 号站台步行至 31 号站台，花费时间为 5；  
> 最终小扣花费总时间为 33。

**示例 2：**

> **输入**：`target = 612, inc = 4, dec = 5, jump = [3,6,8,11,5,10,4], cost = [4,7,6,3,7,6,4]`
> 
> **输出**：`26`
> 
> **解释**：  
> 小扣步行至 1 号站点，花费时间为 4；  
> 小扣从 1 号站台搭乘 0 号公交至 3 \* 1 = 3 站台，花费时间为 4；  
> 小扣从 3 号站台搭乘 3 号公交至 11 \* 3 = 33 站台，花费时间为 3；  
> 小扣从 33 号站台步行至 34 站台，花费时间为 4；  
> 小扣从 34 号站台搭乘 0 号公交至 3 \* 34 = 102 站台，花费时间为 4；  
> 小扣从 102 号站台搭乘 1 号公交至 6 \* 102 = 612 站台，花费时间为 7；  
> 最终小扣花费总时间为 26。

**提示：**

*  `1 <= target <= 10^9`
 *  `1 <= jump.length, cost.length <= 10`
 *  `2 <= jump[i] <= 10^6`
 *  `1 <= inc, dec, cost[i] <= 10^6`

**解题思路：**

到达位置target可以分为先到位置【target/jump\[i\]】(下取整的意思)，再经过一个jump\[i\]，然后一步一步增加走到target，也可以先走到【target/jump\[i\]】+ 1位置，再经过jump\[i\]，然后再一步一步减少到target，储存中间结果进行记忆化搜索

**代码：**

class Solution {
        map<long long,long long> mp;
        const int mod = 1e9+7;
        long long fun(int target, int inc, int dec,vector<int>& jump, vector<int>& cost)
        {
            if(target==0)return 0;
            if(mp.count(target))return mp[target];
            long long s=(long long)target*inc;
            for(int i=0;i<jump.size();i++)
            {
                s=min(s,fun(target/jump[i],inc, dec,jump, cost)+cost[i]+(long long)(target%jump[i])*inc);
                if(target>1&&target%jump[i])s=min(s,fun(target/jump[i]+1,inc, dec,jump, cost)+cost[i]+(long long)(jump[i]-target%jump[i])*dec);
            }
            return mp[target]=s;
        }
    public:
        int busRapidTransit(int target, int inc, int dec, vector<int>& jump, vector<int>& cost) {
            mp.clear();
            return fun(target,inc, dec,jump, cost)%mod;
        }
    };

# 5. 追逐游戏 #

秋游中的小力和小扣设计了一个追逐游戏。他们选了秋日市集景区中的 N 个景点，景点编号为 1~N。此外，他们还选择了 N 条小路，满足任意两个景点之间都可以通过小路互相到达，且不存在两条连接景点相同的小路。整个游戏场景可视作一个无向连通图，记作二维数组 `edges`，数组中以 `[a,b]` 形式表示景点 a 与景点 b 之间有一条小路连通。

小力和小扣只能沿景点间的小路移动。小力的目标是在最快时间内追到小扣，小扣的目标是尽可能延后被小力追到的时间。游戏开始前，两人分别站在两个不同的景点 `startA` 和 `startB`。每一回合，小力先行动，小扣观察到小力的行动后再行动。小力和小扣在每回合可选择以下行动之一：

*  移动至相邻景点
 *  留在原地

如果小力追到小扣（即两人于某一时刻出现在同一位置），则游戏结束。若小力可以追到小扣，请返回最少需要多少回合；若小力无法追到小扣，请返回 -1。

注意：小力和小扣一定会采取最优移动策略。

**示例 1：**

> **输入**：`edges = [[1,2],[2,3],[3,4],[4,1],[2,5],[5,6]], startA = 3, startB = 5`
> 
> **输出**：`3`
> 
> **解释**：  
> ![image.png][]
> 
> 第一回合，小力移动至 2 号点，小扣观察到小力的行动后移动至 6 号点；  
> 第二回合，小力移动至 5 号点，小扣无法移动，留在原地；  
> 第三回合，小力移动至 6 号点，小力追到小扣。返回 3。

**示例 2：**

> **输入**：`edges = [[1,2],[2,3],[3,4],[4,1]], startA = 1, startB = 3`
> 
> **输出**：`-1`
> 
> **解释**：  
> ![image.png][image.png 1]
> 
> 小力如果不动，则小扣也不动；否则小扣移动到小力的对角线位置。这样小力无法追到小扣。

**提示：**

*  `edges` 的长度等于图中节点个数
 *  `3 <= edges.length <= 10^5`
 *  `1 <= edges[i][0], edges[i][1] <= edges.length 且 edges[i][0] != edges[i][1]`
 *  `1 <= startA, startB <= edges.length 且 startA != startB`

**解题思路：**

**代码：**

[Link 1]: https://leetcode-cn.com/problems/UlBDOe/solution/simple-java-by-aerysn/
[image.png]: /images/20221123/a5267653997e4fbd8b13cc2da6dbc8a6.png
[image.png 1]: /images/20221123/f268b54ef4274cc9a9cc8186d066a405.png