Leetcode - Create Maximum Number

My code:

public class Solution {
    public int[] maxNumber(int[] nums1, int[] nums2, int k) {
        if (nums1 == null || nums2 == null || nums1.length + nums2.length < k) {
            return null;
        }
        
        int[] ret = null;
        int max = 0;
        for (int i = 0; i <= k; i++) {
            int[] n1 = pick(nums1, i);
            int[] n2 = pick(nums2, k - i);
            if (n1 == null || n2 == null) {
                continue;
            }
            int[] m = merge(n1, n2);
            ret = getSum(m, ret);
        }
        
        return ret;
    }
    
    private int[] pick(int[] nums, int k) {
        if (nums.length < k) {
            return null;
        }
        
        int[] ret = new int[k];
        int cursor = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            while (cursor > 0 && nums[i] > ret[cursor - 1] && cursor + nums.length - i - 1 >= k) {
                cursor--;
            }

            if (cursor < k) {
                ret[cursor] = nums[i];
                cursor++;
            }
        }
        
        return ret;
    }
    
    private int[] merge(int[] n1, int[] n2) {
        int l1 = n1.length;
        int l2 = n2.length;
        int[] ret = new int[l1 + l2];
        int i = 0;
        int j = 0;
        for (int k = 0; k < ret.length; k++) {
            if (bigger(n1, i, n2, j)) {
                ret[k] = n1[i];
                i++;
            }
            else {
                ret[k] = n2[j];
                j++;
            }
        }
        return ret;
    }
    
    private boolean bigger(int[] n1, int i, int[] n2, int j) {
        while (i < n1.length && j < n2.length) {
            if (n1[i] < n2[j]) {
                return false;
            }
            else if (n1[i] > n2[j]) {
                return true;
            }
            else {
                i++;
                j++;
            }
        }
        
        return i != n1.length;
    }
    
    private int[] getSum(int[] nums, int[] ret) {
        if (ret == null) {
            return nums;
        }
        
        if (nums.length > ret.length) {
            return nums;
        }
        else if (nums.length < ret.length) {
            return ret;
        }
        else {
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                if (nums[i] > ret[i]) {
                    return nums;
                }
                else if (nums[i] < ret[i]) {
                    return ret;
                }
            }
            return ret;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Solution test = new Solution();
        int[] nums1 = new int[]{2, 5, 6, 4, 4, 0};
        int[] nums2 = new int[]{7, 3, 8, 0, 6, 5, 7, 6, 2};
        int[] ret = test.maxNumber(nums1, nums2, 15);
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {
            System.out.print(ret[i] + "_");
        }
    }
}

這道題目思考了一會兒,覺得沒有思路。然后看了答案的提示。
然后嘗試著自己寫出來。寫了很久,最后卡在了
merge函數的地方。
慢慢說來。

reference:
https://www.hrwhisper.me/leetcode-create-maximum-number/

我自己也很自然的想到,可以寫一個循環,然后分割。
arr1 取出 i
arr2 取出 k - i
如何讓值最大

那么這個大問題就可以分解為多個子問題,然后求出最大解就可以了。

下面分析這個問題:
arr1 取出 i
arr2 取出 k - i
如何讓值最大

他又可以分成三個問題:

  1. 從 arr 取出 i 位,如果保證取出的是最大的
  2. 現在有 arr1, arr2, 如何merge 成最大的 (這個問題最難,然后一開始我以為最簡單,以為就是 Merge sort)
  3. 如何計算合并后的arr的值 (這里會存在over flow,因為,arr可能有40位或者更多,Long都不會夠,所以得用其他的比較方法)

首先解決問題1:
其實就是一個棧的問題。
當 stack.size() < k 的時候,我不斷地插入新的元素。
當 = k 時,我可以判斷當前元素nums[i] 是否大于棧頂元素:
stack.peek()
錯! 一開始我也這么想的,這是不對的!

我維持一個棧,當??諘r,直接插,不空時,
判斷 當前元素nums[i] 是否大于棧頂元素:
stack.peek()
如果小于,
如果棧size小于k,那就直接插,i繼續走。
否則就直接忽略。
如果大于,那么就要復雜的思考下了。
按道理說,就該把棧頂彈出,然后把這個插進去。
但如果剩下的元素個數如果已經小于我們還需要的個數時,就湊不滿了,那么這個時候就不能彈出,只能忽略,繼續往前走。

簡而言之,

如果 指針 i 指向 nums[] 的當前元素
指針cursor指向 ret[] 的當前元素 (就是棧)

if (cursor > 0 && nums[i] > ret[cursor - 1] && cursor + nums.length - i >= k)
{
      cursor--;
}

這里,cursor - 1 指的是棧頂,
cursor = stack size
所以如果彈出,然后插入新的元素,
我們還需要的元素個數是:
k - cursor
我們還剩下可供選擇的元素個數是:
nums.length - i

k - cursor <= nums.length - i
=>
cursor + nums.length - i >= k

那么這個時候,我們就可以彈出了。
以此作為一個while循環,不斷地更新這個棧,直到是當前最優值。

那么第一個問題解決了。

第二個問題,如何合并。
我一開始以為是簡單地merge sort,后來發現不是。
[3, 3, 4]
[3, 3]

當 arr1[i] == arr2[j]時,在merge sort中是可以任意先讓哪個指針先走的。
這里的話,其實不是merge sort,只是將兩個數組合并,保持他們原有的順序,并且使得值最大。

那么應該是,
3, 3, 4, 3, 3

所以,需要判斷哪個數組更大,更大的話就走哪個。
也就是說, arr1[i] > or < arr2[j] 時,一切照常

如果 arr1[i] == arr2[j] 時,需要一直遍歷這兩個數組,直到找到一個元素,兩者不等,或者其中一個數組被窮盡。

第二個問題也算是解決了。

第三個問題,如果比較大小。
最后還是打算用字符串來做這件事,方便安全。
也解決了。

這道題目的考慮點還是很多的。我覺得有用的是第一二兩個問題的答案。

如何從 arr[] 中選出 k個,順序組成一個數字,最大

如何 merge arr1[] and arr2[] ,保持他們的順序,使其組成的數字最大。

Anyway, Good luck, Richardo! -- 08/25/2016

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