Java 导弹拦截系统优化:最小拦截系统数量算法

问题描述:

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。该系统存在一个缺陷:第一发炮弹可以到达任意高度,但后续每一发炮弹的高度不能超过前一发。

现在雷达捕捉到敌国导弹来袭,由于系统仍在试用阶段,一套系统可能无法拦截所有导弹。给定导弹依次飞来的高度,求拦截所有导弹所需的最小系统数量。

输入:

  • n:导弹数量 (1 <= n <= 1000)
  • h:导弹高度数组 (1 <= h[i] <= 30000)

输出:

  • k:所需的最小系统数量

算法思路:

为了最小化系统数量,我们需要最大化每套系统的拦截能力。因此,我们需要找到每个“峰顶”导弹,即比前后导弹高度都高的导弹。每个峰顶可以代表一组需要拦截的导弹,可以使用一套系统进行拦截。

代码实现:

public class MissileIntercept {

    public static int minSystems(int[] heights) {
        if (heights.length == 0) {
            return 0;
        }
        int k = 1; // 最小系统数量,初始为 1
        int maxHeight = heights[0]; // 记录当前系统拦截的最高高度
        for (int i = 1; i < heights.length; i++) {
            if (heights[i] > maxHeight) { // 遇到新的峰顶
                k++; // 需要增加一套系统
                maxHeight = heights[i]; // 更新当前系统拦截的最高高度
            }
        }
        return k;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] heights = {3, 5, 2, 7, 4, 9, 6};
        int minSystems = minSystems(heights);
        System.out.println("所需的最小系统数量:" + minSystems);
    }
}

解释:

  • minSystems(int[] heights) 函数接收导弹高度数组,并返回所需的最小系统数量。
  • 首先,初始化 k 为 1,代表至少需要一套系统。
  • 使用 maxHeight 记录当前系统能拦截的最高高度。
  • 遍历导弹高度数组,如果遇到比 maxHeight 更高的导弹,则需要增加一套系统,并将 maxHeight 更新为该导弹的高度。
  • 最后,返回 k 作为所需的最小系统数量。

注意:

  • 本算法仅考虑了导弹高度,没有考虑导弹的速度或其他因素。
  • 可以进一步优化算法,例如使用动态规划或贪心算法来提高效率。

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