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| 1 | +## 题目地址 (975. 奇偶跳) |
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| 3 | +https://leetcode-cn.com/problems/odd-even-jump/ |
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| 5 | +## 题目描述 |
| 6 | + |
| 7 | +``` |
| 8 | +给定一个整数数组 A,你可以从某一起始索引出发,跳跃一定次数。在你跳跃的过程中,第 1、3、5... 次跳跃称为奇数跳跃,而第 2、4、6... 次跳跃称为偶数跳跃。 |
| 9 | +
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| 10 | +你可以按以下方式从索引 i 向后跳转到索引 j(其中 i < j): |
| 11 | +
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| 12 | +在进行奇数跳跃时(如,第 1,3,5... 次跳跃),你将会跳到索引 j,使得 A[i] <= A[j],A[j] 是可能的最小值。如果存在多个这样的索引 j,你只能跳到满足要求的最小索引 j 上。 |
| 13 | +在进行偶数跳跃时(如,第 2,4,6... 次跳跃),你将会跳到索引 j,使得 A[i] >= A[j],A[j] 是可能的最大值。如果存在多个这样的索引 j,你只能跳到满足要求的最小索引 j 上。 |
| 14 | +(对于某些索引 i,可能无法进行合乎要求的跳跃。) |
| 15 | +如果从某一索引开始跳跃一定次数(可能是 0 次或多次),就可以到达数组的末尾(索引 A.length - 1),那么该索引就会被认为是好的起始索引。 |
| 16 | +
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| 17 | +返回好的起始索引的数量。 |
| 18 | +
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| 19 | + |
| 20 | +
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| 21 | +示例 1: |
| 22 | +
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| 23 | +输入:[10,13,12,14,15] |
| 24 | +输出:2 |
| 25 | +解释: |
| 26 | +从起始索引 i = 0 出发,我们可以跳到 i = 2,(因为 A[2] 是 A[1],A[2],A[3],A[4] 中大于或等于 A[0] 的最小值),然后我们就无法继续跳下去了。 |
| 27 | +从起始索引 i = 1 和 i = 2 出发,我们可以跳到 i = 3,然后我们就无法继续跳下去了。 |
| 28 | +从起始索引 i = 3 出发,我们可以跳到 i = 4,到达数组末尾。 |
| 29 | +从起始索引 i = 4 出发,我们已经到达数组末尾。 |
| 30 | +总之,我们可以从 2 个不同的起始索引(i = 3, i = 4)出发,通过一定数量的跳跃到达数组末尾。 |
| 31 | +示例 2: |
| 32 | +
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| 33 | +输入:[2,3,1,1,4] |
| 34 | +输出:3 |
| 35 | +解释: |
| 36 | +从起始索引 i=0 出发,我们依次可以跳到 i = 1,i = 2,i = 3: |
| 37 | +
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| 38 | +在我们的第一次跳跃(奇数)中,我们先跳到 i = 1,因为 A[1] 是(A[1],A[2],A[3],A[4])中大于或等于 A[0] 的最小值。 |
| 39 | +
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| 40 | +在我们的第二次跳跃(偶数)中,我们从 i = 1 跳到 i = 2,因为 A[2] 是(A[2],A[3],A[4])中小于或等于 A[1] 的最大值。A[3] 也是最大的值,但 2 是一个较小的索引,所以我们只能跳到 i = 2,而不能跳到 i = 3。 |
| 41 | +
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| 42 | +在我们的第三次跳跃(奇数)中,我们从 i = 2 跳到 i = 3,因为 A[3] 是(A[3],A[4])中大于或等于 A[2] 的最小值。 |
| 43 | +
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| 44 | +我们不能从 i = 3 跳到 i = 4,所以起始索引 i = 0 不是好的起始索引。 |
| 45 | +
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| 46 | +类似地,我们可以推断: |
| 47 | +从起始索引 i = 1 出发, 我们跳到 i = 4,这样我们就到达数组末尾。 |
| 48 | +从起始索引 i = 2 出发, 我们跳到 i = 3,然后我们就不能再跳了。 |
| 49 | +从起始索引 i = 3 出发, 我们跳到 i = 4,这样我们就到达数组末尾。 |
| 50 | +从起始索引 i = 4 出发,我们已经到达数组末尾。 |
| 51 | +总之,我们可以从 3 个不同的起始索引(i = 1, i = 3, i = 4)出发,通过一定数量的跳跃到达数组末尾。 |
| 52 | +示例 3: |
| 53 | +
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| 54 | +输入:[5,1,3,4,2] |
| 55 | +输出:3 |
| 56 | +解释: |
| 57 | +我们可以从起始索引 1,2,4 出发到达数组末尾。 |
| 58 | + |
| 59 | +
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| 60 | +提示: |
| 61 | +
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| 62 | +1 <= A.length <= 20000 |
| 63 | +0 <= A[i] < 100000 |
| 64 | +
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| 65 | +``` |
| 66 | + |
| 67 | +## 前置知识 |
| 68 | + |
| 69 | +- [单调栈](../thinkings/monotone-stack.md) |
| 70 | + |
| 71 | +## 公司 |
| 72 | + |
| 73 | +- 暂无 |
| 74 | + |
| 75 | +## 思路 |
| 76 | + |
| 77 | +题目要求我们从数组某一个索引出发交替跳高和跳低(奇偶跳),如果可以跳到末尾,则计数器加一,最终返回计数器的值。 |
| 78 | + |
| 79 | +这种题目一般都是倒着思考比较容易。因为我虽然不知道你**从哪开始**可以跳到最后,但是我知道你一定是在数组末尾**结束的**。 |
| 80 | + |
| 81 | +我们先尝试从题目给的例子打开思路。 |
| 82 | + |
| 83 | +以题目中的[10,13,12,14,15]为例。最终计入计数器的出发点一定是跳到了 15 上,15 这一步既可以是跳高(奇数跳)过来的,也可以是跳低(偶数跳)过来的。 |
| 84 | + |
| 85 | +- 如果是跳高过来的,那么一定是 14,因此只有 14 的下一个**最小的**比其大(或等于)的是 15。 |
| 86 | +- 不可能是跳低过来的,因为没有比它大的。而如果前面有比它的,那一定是找一个数 x,x 的下一个**最大**的比其小(或等于)的是 15。 |
| 87 | + |
| 88 | +一开始我想到的是单调栈,单很快就发现这行不通。因为题目要求的并不是**下一个**比其大(或等于)的数,而是**下一个最小的**比其大(或等于)。 |
| 89 | + |
| 90 | +如果题目要求的是**下一个**比其大(或等于)的数。那么我可以写出如下的代码: |
| 91 | + |
| 92 | +```py |
| 93 | +n = len(A) |
| 94 | +next_higher, next_lower = [-1] * n, [-1] * n |
| 95 | + |
| 96 | +stack = [] |
| 97 | +for i, a in enumerate(A): |
| 98 | + while stack and A[stack[-1]] <= A[i]: |
| 99 | + next_higher[stack.pop()] = i |
| 100 | + stack.append(i) |
| 101 | +stack = [] |
| 102 | +for i, a in enumerate(A): |
| 103 | + while stack and A[stack[-1]] >= A[i]: |
| 104 | + next_lower[stack.pop()] = i |
| 105 | + stack.append(i) |
| 106 | +``` |
| 107 | + |
| 108 | +对上面代码不熟悉的朋友,可以看下我之前写的 [单调栈专题](../thinkings/monotone-stack.md)。 |
| 109 | + |
| 110 | +可是我们需要求的是**下一个最小的**比其大(或等于)呀。一种简单的方法是先对 A 进行排序再使用单调栈。比如我们进行升序排序,接下来只要遍历一次排好序的数组,同时结合单调栈即可。 由于已经进行了排序,因为后面的数一定是**不小于**前面的数的,且**对于任意相邻的数 a 和 b,a 的最小的大于等于它本身的数就是 b**,前提是 a 和 b 对应排序之前的索引 i 和 j 满足 i < j。这提示我们排序的时候需要额外记录原始索引。 |
| 111 | + |
| 112 | +代码: |
| 113 | + |
| 114 | +```py |
| 115 | +A = sorted([a, i] for i, a in enumerate(A)) |
| 116 | + |
| 117 | +``` |
| 118 | + |
| 119 | +这里有 1 个细节。即排序的时候如何处理相等情况,比如 a 和 b 相等,是保持之前的相对顺序还是逆序还是都可以?实际上,我们想希望的是保持之前的相对顺序,这样才不会错误相等的情况的解。因此我这里排序的是时候是以 [a, i] 形式保存的数据。 |
| 120 | + |
| 121 | +由于除了要处理跳高,我们仍然需要处理跳低。而最关键的是跳低也需要我们**在 a 和 b 相等的情况下,保持之前的相对顺序**。 因此就不能通过简单的排序一次处理。比如我们不能这么干: |
| 122 | + |
| 123 | +```py |
| 124 | +class Solution: |
| 125 | + def oddEvenJumps(self, A): |
| 126 | + n = len(A) |
| 127 | + next_higher, next_lower = [0] * n, [0] * n |
| 128 | + A = sorted([a, i] for i, a in enumerate(A)) |
| 129 | + |
| 130 | + stack = [] |
| 131 | + for _, i in A: |
| 132 | + # it means stack[-1]'s next bigger(or equal) is i |
| 133 | + while stack and stack[-1] < i: |
| 134 | + next_higher[stack.pop()] = i |
| 135 | + stack.append(i) |
| 136 | + |
| 137 | + stack = [] |
| 138 | + for _, i in A[::-1]: |
| 139 | + # it means stack[-1]'s next smaller(or equal) is i |
| 140 | + while stack and stack[-1] < i: |
| 141 | + next_lower[stack.pop()] = i |
| 142 | + stack.append(i) |
| 143 | + |
| 144 | + # ... |
| 145 | +``` |
| 146 | + |
| 147 | +解决这个问题的方法最简单的莫过于使用两次排序,具体见下方代码区。 |
| 148 | + |
| 149 | +## 代码 |
| 150 | + |
| 151 | +代码支持: Python3, CPP |
| 152 | + |
| 153 | +```python |
| 154 | +class Solution: |
| 155 | + def oddEvenJumps(self, A): |
| 156 | + n = len(A) |
| 157 | + next_higher, next_lower = [0] * n, [0] * n |
| 158 | + |
| 159 | + stack = [] |
| 160 | + for _, i in sorted([a, i] for i, a in enumerate(A)): |
| 161 | + # it means stack[-1]'s next bigger(or equal) is i |
| 162 | + while stack and stack[-1] < i: |
| 163 | + next_higher[stack.pop()] = i |
| 164 | + stack.append(i) |
| 165 | + |
| 166 | + stack = [] |
| 167 | + for _, i in sorted([-a, i] for i, a in enumerate(A)): |
| 168 | + # it means stack[-1]'s next smaller(or equal) is i |
| 169 | + while stack and stack[-1] < i: |
| 170 | + next_lower[stack.pop()] = i |
| 171 | + stack.append(i) |
| 172 | + |
| 173 | + higher, lower = [False] * n, [False] * n |
| 174 | + higher[-1] = lower[-1] = True |
| 175 | + ans = 1 |
| 176 | + for i in range(n - 2, -1, -1): |
| 177 | + higher[i] = lower[next_higher[i]] |
| 178 | + lower[i] = higher[next_lower[i]] |
| 179 | + ans += higher[i] |
| 180 | + return ans |
| 181 | + |
| 182 | +``` |
| 183 | + |
| 184 | +**复杂度分析** |
| 185 | + |
| 186 | +令 N 为数组 A 的长度。 |
| 187 | + |
| 188 | +- 时间复杂度:$$O(NlogN)$$ |
| 189 | +- 空间复杂度:$$O(N)$$ |
| 190 | + |
| 191 | +更多题解可以访问我的 LeetCode 题解仓库:https://github.com/azl397985856/leetcode 。 目前已经 37K star 啦。 |
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| 193 | +关注公众号力扣加加,努力用清晰直白的语言还原解题思路,并且有大量图解,手把手教你识别套路,高效刷题。 |
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