数据结构与算法之 leetcode 贪心算法删除 k 位数字优化 单调栈

数据结构与算法阿木 发布于 9 天前 4 次阅读


摘要:

本文将深入探讨贪心算法与单调栈在解决LeetCode题目“删除k位数字”中的应用。通过分析题目的背景和需求,我们将逐步解析算法思路,并详细展示如何使用单调栈这一数据结构来优化贪心算法,以达到最优解。

一、

LeetCode作为全球知名的在线编程社区,提供了大量的编程题目,涵盖了数据结构与算法的各个方面。其中,“删除k位数字”是一道典型的贪心算法与单调栈结合的题目。本文将围绕这一主题,详细解析算法思路,并展示如何使用单调栈优化贪心算法。

二、题目分析

题目描述:给定一个非负整数N和一个整数k,从N的十进制表示中删除k位数字,使得剩余数字最小。返回删除k位数字后的最小整数。

输入:N = 1432219,k = 3

输出:1219

三、算法思路

1. 贪心算法:从左到右遍历数字,如果当前数字大于后一个数字,则删除当前数字,因为删除后可以得到一个更小的数字。

2. 单调栈:使用单调栈来维护一个递增的数字序列,栈顶元素始终是当前遍历过程中最小的数字。

四、代码实现

python

class Solution:


def removeKdigits(self, N: str, k: int) -> str:


stack = []


for digit in N:


当栈不为空且栈顶元素大于当前数字时,弹出栈顶元素


while stack and k > 0 and stack[-1] > digit:


stack.pop()


k -= 1


stack.append(digit)



如果还有剩余的k,则从栈顶弹出


while k > 0:


stack.pop()


k -= 1



将栈中的数字转换为字符串,并去除前导0


result = ''.join(stack).lstrip('0')



如果结果为空,则返回字符串'0'


return result if result else '0'

测试代码


solution = Solution()


print(solution.removeKdigits("1432219", 3)) 输出:1219


五、优化分析

1. 时间复杂度:O(n),其中n为数字N的长度。遍历数字N一次,每次操作的时间复杂度为O(1)。

2. 空间复杂度:O(n),使用单调栈存储数字,空间复杂度为O(n)。

六、总结

本文通过分析LeetCode题目“删除k位数字”,详细解析了贪心算法与单调栈的应用。通过使用单调栈优化贪心算法,我们能够以更高效的方式解决这道题目。在实际编程过程中,熟练掌握数据结构与算法对于解决各种问题具有重要意义。

七、拓展

1. 在解决类似问题时,可以尝试使用其他数据结构,如队列、链表等,比较不同数据结构的优缺点。

2. 在实际项目中,可以根据具体需求选择合适的算法和数据结构,以达到最佳性能。

通过本文的学习,相信读者对贪心算法与单调栈在解决LeetCode题目“删除k位数字”中的应用有了更深入的了解。希望本文能对读者在编程道路上有所帮助。