Java 导弹拦截系统优化:最小系统数计算

某国为了防御敌国的导弹袭击,开发出了一种导弹拦截系统。该系统有一个缺陷:虽然第一发炮弹能够到达任意高度,但后续每一发炮弹都不能高于前一发的高度。

问题描述:

雷达捕捉到敌国导弹来袭,由于系统还在试用阶段,一套系统可能无法拦截所有导弹。已知导弹依次飞来的高度(雷达给出的高度不大于 30000 的正整数),需要计算拦截所有导弹所需的最小系统数。

输入:

  • n 颗依次飞来的导弹的高度 (1 <= n <= 1000)

输出:

  • 拦截所有导弹所需的最小系统数 k

算法思路:

由于每一发炮弹都不能高于前一发的高度,因此可以使用一个列表(list)保存当前已装备的拦截系统的高度。每当有一颗导弹来袭时,从后往前遍历已装备的拦截系统,找到第一个高度不小于该导弹高度的拦截系统并将其高度改为该导弹高度。如果遍历完所有拦截系统都没有找到合适的,则需要新配备一套拦截系统,将其高度加入列表中。最后列表中的元素个数即为最小需要配备的拦截系统数。

代码实现:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class MissileIntercept {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        int[] heights = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            heights[i] = scanner.nextInt();
        }

        ArrayList<Integer> systems = new ArrayList<>();
        for (int height : heights) {
            boolean intercepted = false;
            for (int j = systems.size() - 1; j >= 0; j--) {
                if (systems.get(j) >= height) {
                    systems.set(j, height);
                    intercepted = true;
                    break;
                }
            }
            if (!intercepted) {
                systems.add(height);
            }
        }

        System.out.println(systems.size());
    }
}

解释:

  • 代码首先使用 Scanner 类读取输入的导弹数量和每个导弹的高度。
  • 创建一个 ArrayList 来保存已装备的拦截系统的高度。
  • 循环遍历每个导弹的高度,从后往前遍历已装备的拦截系统。
  • 如果找到一个高度不小于当前导弹高度的拦截系统,则更新该系统的最高高度为当前导弹高度,并标记该导弹已被拦截。
  • 如果遍历完所有拦截系统都没有找到合适的,则新配备一套拦截系统,并将该导弹高度加入列表中。
  • 最后输出列表的大小,即最小需要配备的拦截系统数。

注意:

  • 代码中的 ArrayList 使用了泛型 <Integer>,表示列表中存储的是整型数据。
  • 代码中使用 for 循环遍历数组和列表。
  • 代码中使用了 boolean 类型变量 intercepted 来标记导弹是否已被拦截。
  • 代码中使用了 break 语句跳出循环。
  • 代码中使用了 System.out.println() 方法输出结果。

优化:

  • 该算法的时间复杂度为 O(n^2),其中 n 为导弹数量。可以使用二分查找算法优化代码,将时间复杂度降至 O(n log n)。
  • 可以使用其他数据结构,例如优先队列,进一步优化代码。

总结:

本文使用 Java 语言解决导弹拦截问题,并提供了详细的算法思路和代码实现。通过使用列表和循环遍历,可以有效地计算出拦截所有导弹所需的最小系统数。同时,还可以使用二分查找算法或其他数据结构进一步优化代码性能。


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