1936-新增的最少台阶数

Raphael Liu Lv10

给你一个 严格递增 的整数数组 rungs ,用于表示梯子上每一台阶的 高度 。当前你正站在高度为 0
的地板上,并打算爬到最后一个台阶。

另给你一个整数 dist 。每次移动中,你可以到达下一个距离你当前位置(地板或台阶) 不超过 dist 高度的台阶。当然,你也可以在任何正
整数 高度处插入尚不存在的新台阶。

返回爬到最后一阶时必须添加到梯子上的 最少 台阶数。

示例 1:

**输入:** rungs = [1,3,5,10], dist = 2
**输出:** 2
**解释:** 现在无法到达最后一阶。
在高度为 7 和 8 的位置增设新的台阶,以爬上梯子。 
梯子在高度为 [1,3,5, ** _7_** , ** _8_** ,10] 的位置上有台阶。

示例 2:

**输入:** rungs = [3,6,8,10], dist = 3
**输出:** 0
**解释:**
这个梯子无需增设新台阶也可以爬上去。

示例 3:

**输入:** rungs = [3,4,6,7], dist = 2
**输出:** 1
**解释:**
现在无法从地板到达梯子的第一阶。 
在高度为 1 的位置增设新的台阶,以爬上梯子。 
梯子在高度为 [ ** _1_** ,3,4,6,7] 的位置上有台阶。

示例 4:

**输入:** rungs = [5], dist = 10
**输出:** 0
**解释:** 这个梯子无需增设新台阶也可以爬上去。

提示:

  • 1 <= rungs.length <= 105
  • 1 <= rungs[i] <= 109
  • 1 <= dist <= 109
  • rungs 严格递增

方法一:模拟 + 贪心

思路与算法

我们可以模拟爬台阶的过程。

每当计划爬上新一级台阶时,需要增设的台阶数目可以表示为当前位置与新一级台阶位置(目标位置)的高度差的函数。假设高度差为 d\ (> 0),可直接到达的两个台阶的最大间隔为 dist。此时我们可以判断 d 与 dist 的大小来判断是否需要新增台阶。

如果 d \le \textit{dist,此时无需新增台阶。如果 d > \textit{dist,此时无法直接到达,我们可以每隔 dist 高度插入新台阶,直至新台阶与目标位置的间隔不大于dist。显然,这种方案所需增设台阶数目最小,对应的需要增设台阶数目为

\left\lfloor d - 1}{\textit{dist} } \right\rfloor.

上式当 0 < d \le \textit{dist 时为 0,与对应情况相符,因此实际计算时无需额外讨论 d 与 dist 的大小关系。

由于台阶数组 rungs 严格递增,因此我们将当前高度初值设为 0,并按顺序遍历 rungs 数组以模拟爬台阶的过程。每当遍历到新一级台阶时,我们计算与当前位置的高度差,进而计算最少需要增设的台阶数目,并将当前高度更新为新一级台阶的高度。我们维护这些台阶数目的总和,并最终返回作为答案。

代码

[sol1-C++]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
class Solution {
public:
int addRungs(vector<int>& rungs, int dist) {
int res = 0; // 需要增设的梯子数目
int curr = 0; // 当前高度
for (int h: rungs){
// 遍历数组计算高度差和最少添加数目,并更新当前高度
int d = h - curr;
res += (d - 1) / dist;
curr = h;
}
return res;
}
};
[sol1-Python3]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
class Solution:
def addRungs(self, rungs: List[int], dist: int) -> int:
res = 0 # 需要增设的梯子数目
curr = 0 # 当前高度
for h in rungs:
# 遍历数组计算高度差和最少添加数目,并更新当前高度
d = h - curr
res += (h - curr - 1) // dist
curr = h
return res

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 为数组 rungs 的长度。即为遍历数组计算需要增设台阶数目的时间复杂度。

  • 空间复杂度:O(1)。

 Comments
On this page
1936-新增的最少台阶数