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leetcode 1651 ~ 1700
找到需要补充粉笔的学生编号

找到需要补充粉笔的学生编号

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题目描述

代码结果

运行时间: 42 ms, 内存: 26.8 MB


/*
 * 思路:
 * 使用 Java Stream 来简化计算粉笔总数和寻找需要补充粉笔的学生。
 * 先计算总粉笔使用量,再用剩余的粉笔量逐个学生判断。
 */
import java.util.stream.IntStream;

public class Solution {
    public int chalkReplacer(int[] chalk, int k) {
        // 计算总粉笔使用量
        long total = IntStream.of(chalk).asLongStream().sum();
        // 计算剩余的粉笔量
        k %= total;
        // 模拟每个学生使用粉笔,找到需要补充粉笔的学生
        return IntStream.range(0, chalk.length)
                .filter(i -> {
                    if (k < chalk[i]) {
                        return true;
                    }
                    k -= chalk[i];
                    return false;
                })
                .findFirst()
                .orElse(-1); // 这个返回值理论上不会被执行
    }
}

解释

方法:

题解首先计算了粉笔数组chalk的总和s,然后使用k对s求余,得到一轮完整使用chalk后剩余的粉笔数。接着,遍历chalk数组,逐个检查每个学生使用粉笔后剩余的粉笔数是否足够。如果当前学生所需的粉笔数超过剩余粉笔数k,那么这位学生就是需要补充粉笔的学生。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(1)

代码细节讲解

🦆
题解中提到了先对粉笔总和进行求余操作,这个操作的目的是什么?为什么不直接从k的初始值开始逐个减去学生的粉笔消耗?
求余操作是为了简化问题,因为如果k非常大,直接从k开始减去学生的粉笔消耗将会非常低效。通过对s求余,我们可以快速得到经过多次完整的循环后剩下的粉笔数,这样只需处理一轮粉笔消耗即可,大大提高了算法的效率。
🦆
如果k远大于粉笔总和s,会对算法的效率产生什么样的影响?有没有更高效的处理方法?
如果k远大于粉笔总和s,不使用求余操作的话,直接逐个减去会导致执行多次无意义的循环,影响效率。已经采用的求余方法是一种高效处理方法,它可以避免多次重复计算,快速缩减问题规模。
🦆
在题解的算法中,如果所有学生的粉笔需求都小于或等于k且k小于粉笔总和s,算法的返回结果会是什么?
在这种情况下,算法会在完成一轮遍历后,k仍然大于0,此时会继续进行第二轮遍历。但这种情况在题设中应该不会出现,因为每轮遍历结束时,k应该被减至小于下一个学生的粉笔需求,从而返回当前学生的编号。如果k小于s且每个学生的需求都不超过k,则在遍历中必有某个学生的需求超过当前剩余的k,触发返回条件。
🦆
在题解算法中,是否有可能出现由于整数溢出导致的错误,特别是当chalk数组中的值或k特别大时?
在Python中,整数类型可以自动转换为长整型,因此通常不会出现溢出错误。但在其他一些编程语言中,如C++或Java,确实需要考虑整数溢出的问题。在这些语言中,应当确保变量类型足够大,或者在累加和求余时采用安全措施来防止溢出。

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