这是我目前最喜欢的codiltiy上的问题之一。问题描述是:给定一个整数数组A,所有的数均不相同。假设下标从0开始,找到一个数组B, 满足A[B[0]] > A[B[1]] > A[B[2]] >...A[B[K]],对任意两项A[B[i]]和A[B[i + 1]],任意j, min(B[i],B[i + 1]) < j < max(B[i],B[i + 1]) 均有A[j] < A[B[i + 1]] ,求最大的K。
例如,对数组 A,
A[0] = 9 A[1] = 10 A[2] = 2 A[3] = -1 A[4] = 3 A[5] = -5 A[6] = 0 A[7] = -3 A[8] = 1 A[9] = 12 A[10] = 5 A[11] = 8 A[12] = -2 A[13] = 6 A[14] = 4
求得的数组B为 9,1,4,8,6,7,长度为6
A[9] = 12 A[1] = 10 A[4] = 3 A[8] = 1 A[6] = 0 A[7] = -3
输入数组A的长度n [1..10^5],数组元素范围[-10^9,+10^9],都是整数且不相同。
要求复杂度 时间空间都是O(n)。
分析: 这个题乍一看没思路。需要转换:我们把A中得数建成一个类似”堆“的结构。对A数组,这个二叉树的根是最大值,然后我们把最大值两边的部分分别建立成这样的二叉树(每段递归的找最大值)。我们暂时抛开建树的复杂度,如果有了这样的树,我们所以的B数组长度对应为从树根到叶子的叶子的一条路径长度。(因为每个子树的根都是最大值)。那么如何建立这样的树呢? 暴力递归的方法会导致O(n^2)的复杂度。如果我们从做到右扫描A数组,假设某个值是当前最大值,它的左子树所有的元素都确定了,再出现的数,要么放在它的右子树,要么它成为别人的左子树。对于任意一个元素来讲,要么它成为之前元素的右子树,要么之前某个元素成为它的左子树,这取决于大小关系。我们在算一个元素的右子树的时候,因为元素还没扫描完,所以我们很难确定什么时候把它作为某个元素的右子树位置。 我们可以保存这样一个栈,栈的每个元素是一棵树,树根的左子树已经完全确定,根的右子树暂时是空。当弹出一棵树的时候,我们需要把它下面那个元素的子树合并。
也就是说,栈考顶得元素是其下面元素的右子树,但是右子树会变化。
大概过程如下:
如果当前元素比栈顶元素大,就把栈顶元素弹出,新弹出的元素作为之前弹出元素的右子树,都弹出之后形成的树,作为当前元素的左子树(右子树为空),形成的树放入栈。因为弹出来的东西都比当前元素小,并且在当前元素的左边。另外,我们不会真得合并树,只记录树的高度即可(根到叶子的节点个数)。代码非常简单:
// you can also use includes, for example: // #include <algorithm> int solution(const vector<int> &A) { // write your code here... int i, height, n = A.size(); vector<pair<int,int> > s; for (i = 0; i < n; ++i) { for (height = 0; (!s.empty()) && (s.back().first < A[i]);s.pop_back()) { height = max(height + 1, s.back().second); } s.push_back(make_pair(A[i], height + 1)); } for (height = 0; !s.empty();s.pop_back()) { height = max(height + 1, s.back().second); } return height; }