区间选点(最大不相交区间数)


区间选点:https://www.acwing.com/problem/content/907/
最大不相交区间数:https://www.acwing.com/problem/content/910/

题目描述

给定 N 个闭区间 [ai,bi],请你在数轴上选择尽量少的点,使得每个区间内至少包含一个选出的点。
输出选择的点的最小数量。
位于区间端点上的点也算作区间内。

输入描述

第一行包含整数 N,表示区间数。
接下来 N 行,每行包含两个整数 ai,bi,表示一个区间的两个端点。

输出描述

输出一个整数,表示所需的点的最小数量。
1≤N≤105
−109≤ai≤bi≤109

示例

输入

3
-1 1
2 4
3 5

输出

2

分析

算法过程

本题算法过程如下:

  1. 将每个区间按照右端点从小到大进行排序。
  2. 从前往后枚举区间,end值初始化为无穷小,之后:
    • 如果本次区间不能覆盖掉上次区间的右端点, end < range[i].l
      说明需要选择一个新的点, ans++ ; end = range[i].r;
    • 如果本次区间可以覆盖掉上次区间的右端点,则进行下一轮循环。

      证明

      ans代表满足题意的点数的最小值。证明如下:
  • 证明ans<=cnt :cnt 是一种可行方案, ans是可行方案的最优解,也就是最小值。
  • 证明ans>=cnt : cnt可行方案是一个区间集合,区间从小到大排序,两两之间不相交,要想覆盖这cnt个区间必然需要cnt个点。

因此,ans=cnt。

推广

区间选点问题可以推广应用于最大不相交区间数问题。
满足条件的最少选点数=最大不相交区间数
按照我们选点的原则,一个点就代表着几个相交的区间。

AC代码


#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

typedef pair<int, int> P;
const int N = 1e5 + 10;
int n;
P range[N];

int main()
{
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		int l, r;
		cin >> l >> r;
		range[i].first = r;
		range[i].second = l;
	}
	sort(range, range + n);
	int ans = 0;
	int r = -1e9 - 10;
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		if (range[i].second > r)
		{
			ans++;
			r = range[i].first;
		}
	}
	cout << ans << endl;
	return 0;
}

文章作者: Kong Aobo
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