贪心算法——哈夫曼编码树

题目

一块金条切成两半,是需要花费和长度数值一样的铜板的。比如长度为20的金条,不管怎么切,都要花费20个铜板。一群人想整分整块金条,怎么分最省铜板?

例如,给定数组{10,20,30},代表一共三个人,整块金条长度为60,金条要分成10,20, 30三个部分。如果先把长度60的金条分成10和50,花费60;再把长度50的金条分成20和30,花费50;一共花费110铜板。但如果先把长度60的金条分成30和30,花费60;再把长度30金条分成10和20,花费30;一共花费90铜板。输入一个数组,返回分割的最小代价。

贪心算法最常用的两个套路是堆跟排序,一般贪心算法的核心代码都很少,所以很少在笔试时候要你用贪心来解决某个问题。如果用暴力解通过对数器来验证贪心的正确性就另说了,但是跟贪心有关的核心代码都很少。

贪心算法——哈夫曼编码树

package com.harrison.class09;

import java.util.PriorityQueue;

public class Code04_LessMoneySplitGold {
    // 贪心解法
    public static int lessMoney1(int[] arr) {
        PriorityQueue<Integer> pQ = new PriorityQueue<>();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            pQ.add(arr[i]);
        }
        int cur = 0;
        int sum = 0;
        while (pQ.size() > 1) {
            cur = pQ.poll() + pQ.poll();
            sum += cur;
            pQ.add(cur);
        }
        return sum;
    }

    // 纯暴力!
    public static int lessMoney2(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length == 0) {
            return 0;
        }
        return process2(arr, 0);
    }

    // 等待合并的数都在arr里,pre之前的合并行为产生了多少总代价
    // arr中只剩一个数字的时候,停止合并,返回最小的总代价
    public static int process2(int[] arr, int pre) {
        if (arr.length == 1) {
            return pre;
        }
        int ans = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                ans = Math.min(ans, process2(copyAndMergeTwo(arr, i, j), pre + arr[i] + arr[j]));
            }
        }
        return ans;
    }

    public static int[] copyAndMergeTwo(int[] arr, int i, int j) {
        int[] ans = new int[arr.length - 1];
        int ansi = 0;
        for (int arri = 0; arri < arr.length; arri++) {
            if (arri != i && arri != j) {
                ans[ansi++] = arr[arri];
            }
        }
        ans[ansi] = arr[i] + arr[j];
        return ans;
    }

    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * (maxValue + 1));
        }
        return arr;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 100000;
        int maxSize = 6;
        int maxValue = 1000;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            if (lessMoney1(arr) != lessMoney2(arr)) {
                System.out.println("Oops!");
            }
        }
        System.out.println("finish!");
    }
}
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