(笔试题)删除K位数字
题目:
现有一个 n 位数,你需要删除其中的 k 位,请问如何删除才能使得剩下的数最大?
比如当数为 2319274, k=1 时,删去 2 变成 319274 后是可能的最大值。
思路:
1、贪心算法
每次从高位向低位数,删除高位数字比低位数字小的那位数字。如2319274
第一次2<3,删除2,得到319274
第二次3>1,略过,1<9,删除1,得到39274
第三次3<9,删除3,得到9274
。。。。。。
// greedy method
string deleteKBits_1(string str,int k){
int tlen=str.length();
bool flag=true;
int len;
while(k && flag){
len=str.length();
for(int i=0;i<len-1;i++){
if(str[i]<str[i+1]){
str.erase(i,1);
flag=true;
break;
}
}
k--;
}
return str.substr(0,tlen-k);
}
2、动态规划
分析:
假设str为长度为n的数字字符串,S[i][j]表示删除str[0...i-1]中j个数字后的最大字符数字。
如果删除第i个数,则S[i][j]等于删除前i-1个字符中的j-1位的最优解,即S[i][j]=S[i-1][j-1];
如果不删除第i个数,则S[i][j]等于删除前i-1个字符中j位的最优解+str[i],即S[i][j]=S[i-1][j]+str[i-1];
即S[i][j]=max(S[i-1][j-1],S[i-1][j]+str[i-1])
初始状态为当j=0时,不删除任何位的数字,即S[i][j]=str[0...i-1];
状态转移方程如下:
S[i][j]=
strsub(0,i); (if j==0)
max(S[i-1][j-1],S[i-1][j]+str[i-1]); (if 0<j<i;0<j<=k)
时间复杂度:O(n*k)
空间复杂度:O(n*k)
优化:
从上述的转移方程S[i][j]=max(S[i-1][j-1],S[i-1][j]+str[i-1]),可以看出在每一次i循环中,只与i-1相关,因此不需要用单独使用一个维度的数组来存储,只需要每次通过一个变量last保存上一次的结果。因此转移方程可以简化为S[j]=max(last,S[j]+str[i-1])
时间复杂度:O(n*k)
空间复杂度:O(k)
// dynamic programming
// time complexity: O(n*k)
// space complexity: O(n*k)
string deleteKBits_2(string str,int k){
int tlen=str.length();
vector<vector<string> > nums(tlen+1,vector<string>(k+1));
string s1,s2;
for(int i=1;i<=tlen;i++){
for(int j=0;j<i && j<=k;j++){
if(j==0){
nums[i][j]=str.substr(0,i);
}
else{
s1=nums[i-1][j-1];
s2=nums[i-1][j]+str[i-1];
if(s1.compare(s2)<=0)
nums[i][j]=s2;
else
nums[i][j]=s1;
}
}
}
return nums[tlen][k];
} // dynamic programming
// time complexity: O(n*k)
// space complexity: O(k)
string deleteKBits_3(string str,int k){
int tlen=str.length();
vector<string> nums(k+1);
string s1,s2,last;
for(int i=1;i<=tlen;i++){
for(int j=0;j<i && j<=k;j++){
if(j==0){
last=nums[j];
nums[j]=str.substr(0,i);
}
else{
// s1=last
s1=nums[j-1];
s2=nums[j]+str[i-1];
if(s1.compare(s2)<=0){
last=nums[j];
nums[j]=s2;
}
else{
last=nums[j];
nums[j]=s1;
}
}
}
}
return nums[k];
} // dynamic programming
// time complexity: O(n*k)
// space complexity: O(k)
string deleteKBits_4(string str,int k){
int tlen=str.length();
vector<string> nums(k+1);
string tmp,s2,last;
for(int i=1;i<=tlen;i++){
for(int j=0;j<i && j<=k;j++){
if(j==0){
last=nums[j];
nums[j]=str.substr(0,i);
}
else{
// s1=last
// s1=nums[j-1];
s2=nums[j]+str[i-1];
if(last.compare(s2)<=0){
last=nums[j];
nums[j]=s2;
}
else{
tmp=nums[j];
nums[j]=last;
last=tmp;
}
}
}
}
return nums[k];
}
运行结果:
int main()
{
string str="2319274";
int k=3;
cout <<deleteKBits_1(str,k)<< endl;
cout <<deleteKBits_2(str,k)<< endl;
cout <<deleteKBits_3(str,k)<< endl;
cout <<deleteKBits_4(str,k)<< endl;
return 0;
}
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