``` class Solution { public: bool canPartitionKSubsets(vector<int>& nums, int k) { int all = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0); if (all % k > 0) { return false; } int per = all / k; sort(nums.begin(), nums.end()); if (nums.back() > per) { return false; } int n = nums.size(); vector<bool> dp(1 << n, true); function<bool(int,int)> dfs = [&](int s, int p)->bool { if (s == 0) { return true; } if (!dp[s]) { return dp[s]; } dp[s] = false; for (int i = 0; i < n; i++) { if (nums[i] + p > per) { break; } if ((s >> i) & 1) { if (dfs(s ^ (1 << i), (p + nums[i]) % per)) { return true; } } } return false; }; return dfs((1 << n) - 1, 0); } };```struct Comp { bool operator()(const pair<int, int> &p1, const pair<int, int> &p2) { int d1 = p1.second - p1.first, d2 = p2.second - p2.first; return d1 / 2 < d2 / 2 || (d1 / 2 == d2 / 2 && p1.first > p2.first); } }; class ExamRoom { private: int n; set<int> seats; priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, Comp> pq; public: ExamRoom(int n) : n(n) { } int seat() { if (seats.empty()) { seats.insert(0); return 0; } int left = *seats.begin(), right = n - 1 - *seats.rbegin(); while (seats.size() >= 2) { auto p = pq.top(); if (seats.count(p.first) > 0 && seats.count(p.second) > 0 && *next(seats.find(p.first)) == p.second) { // 不属于延迟删除的区间 int d = p.second - p.first; if (d / 2 < right || d / 2 <= left) { // 最左或最右的座位更优 break; } pq.pop(); pq.push({p.first, p.first + d / 2}); pq.push({p.first + d / 2, p.second}); seats.insert(p.first + d / 2); return p.first + d / 2; } pq.pop(); // leave 函数中延迟删除的区间在此时删除 } if (right > left) { // 最右的位置更优 pq.push({*seats.rbegin(), n - 1}); seats.insert(n - 1); return n - 1; } else { pq.push({0, *seats.begin()}); seats.insert(0); return 0; } } void leave(int p) { if (p != *seats.begin() && p != *seats.rbegin()) { auto it = seats.find(p); pq.push({*prev(it), *next(it)}); } seats.erase(p); } }; 详细注释
时间: 2025-06-26 13:03:22 浏览: 11
<think>嗯,用户让我详细注释这两段代码,分别是`canPartitionKSubsets`和`ExamRoom`。首先,我需要理解这两个类的作用和实现方法,然后为每个部分添加注释。让我先看看第一个函数。
第一个是`canPartitionKSubsets`,看起来像是一个动态规划或者回溯的问题。题目应该是判断能否将数组分成k个和相等的子集。代码里用了位运算和DFS,可能是一种状态压缩的方法。那我来一步步看。
首先,函数计算总和`all`,如果不能被k整除,直接返回false。然后得到每个子集的目标和`per`。排序数组后,如果最大的元素超过`per`,也返回false。这部分逻辑应该没问题。
接下来是位掩码`s`,用来表示哪些数字已经被使用。`dp`数组用来记忆某个状态是否已经被处理过,避免重复计算。`dfs`函数接收当前状态`s`和当前累加值`p`,然后尝试添加数字,直到达到`per`。这里有个关键点,当`p + nums[i]`超过`per`时,会break,因为数组已排序,后面的数更大,没必要继续。这里用`(p + nums[i]) % per`来重置当前累加值,当刚好达到`per`时,模运算会归零,这样每个子集的和刚好是`per`。这个处理很巧妙,可能是一个优化点。
然后是`ExamRoom`类,这应该是一个设计题,比如安排考场座位,使得学生之间的间隔最大。`Comp`比较器的作用是优先选择间隔最大的区间,或者在间隔相同时选择起点较小的。`pq`是一个优先队列,存储可能插入的区间。
在`seat`函数中,处理两种情况:当座位为空时,直接插入0。否则,计算最左和最右的可能间隔。然后检查优先队列中的区间是否有效,即起点和终点是否还在seats集合中,并且相邻。如果有效,就分割区间,插入中间点。如果最左或最右的间隔更大,则优先处理那边。例如,当右边空间更大时,插入最后一个位置。
`leave`函数中,当删除的位置不是端点时,需要合并前后的区间,并将新区间加入优先队列。这里可能存在延迟删除的情况,因为在`seat`函数中会检查区间的有效性,无效的会被弹出。
现在,我需要为每个部分添加详细的中文注释,解释变量、关键步骤和算法思路。需要注意代码中的位运算、状态压缩、优先队列的使用,以及延迟删除的处理。可能还需要指出DFS中的剪枝条件和状态转移方式。对于`ExamRoom`,要说明如何维护最大间隔的区间,以及如何处理插入和删除操作时的合并和分割。
可能会遇到的疑问点:为什么在`dfs`中使用`(p + nums[i]) % per`?这是因为当当前累加刚好达到`per`时,模运算归零,表示一个子集完成,开始下一个子集的累加。这样可以将多个子集的累加过程统一处理,而不需要显式记录正在填充哪个子集。
另外,`ExamRoom`中的`pq`存储的是可能的最优区间,但在`leave`时只是简单添加新区间,而在`seat`中处理延迟删除。这是因为当某个区间被分割后,原来的区间可能不再有效,所以在处理时会检查有效性,无效的则弹出,这样保证了队列中的区间都是当前有效的候选。
总结,注释需要涵盖算法思路、关键变量作用、复杂步骤的解释,以及可能的优化点。需要确保用户能够理解每个函数和代码块的目的,以及整体的设计逻辑。</think>### 代码解析:`canPartitionKSubsets`(分割等和子集)
```cpp
class Solution {
public:
bool canPartitionKSubsets(vector<int>& nums, int k) {
int all = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);
if (all % k > 0) { // 总和必须能被k整除
return false;
}
int per = all / k; // 每个子集的目标和
sort(nums.begin(), nums.end()); // 排序后可以提前剪枝
if (nums.back() > per) { // 最大元素超过目标和,无法分配
return false;
}
int n = nums.size();
vector<bool> dp(1 << n, true); // 状态压缩DP,dp[s]表示状态s是否可继续探索
function<bool(int,int)> dfs = [&](int s, int p)->bool {
if (s == 0) { // 所有数已用完
return true;
}
if (!dp[s]) { // 已探索过的无效状态
return dp[s];
}
dp[s] = false; // 标记当前状态为已探索
for (int i = 0; i < n; i++) { // 尝试选择每一个可用数字
if (nums[i] + p > per) { // 已排序,后续更大,直接终止
break;
}
if ((s >> i) & 1) { // 第i位数字可用
// 关键:通过取模自动重置分组。当p+num刚好为per时,余0表示新分组开始
if (dfs(s ^ (1 << i), (p + nums[i]) % per)) {
return true;
}
}
}
return false;
};
return dfs((1 << n) - 1, 0); // 初始状态:所有位都为1(所有数字可用)
}
};
```
---
### 代码解析:`ExamRoom`(考场座位管理系统)
```cpp
// 比较器:优先选择能产生最大最小距离的区间,距离相同时选左端点更小的
struct Comp {
bool operator()(const pair<int, int> &p1, const pair<int, int> &p2) {
int d1 = p1.second - p1.first, d2 = p2.second - p2.first;
return d1 / 2 < d2 / 2 || (d1 / 2 == d2 / 2 && p1.first > p2.first);
}
};
class ExamRoom {
private:
int n; // 总座位数
set<int> seats; // 已占用的座位(自动排序)
// 优先队列维护候选区间(可能存在无效旧区间,后续处理)
priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, Comp> pq;
public:
ExamRoom(int n) : n(n) {} // 初始化总座位数
int seat() {
if (seats.empty()) { // 第一个学生坐0号位
seats.insert(0);
return 0;
}
// 计算最左和最右的潜在距离
int left = *seats.begin(), right = n - 1 - *seats.rbegin();
// 处理优先队列中的区间(可能包含已被分割的旧区间)
while (seats.size() >= 2) {
auto p = pq.top();
// 验证区间有效性:端点存在且相邻(未被其他操作分割)
if (seats.count(p.first) && seats.count(p.second) &&
*next(seats.find(p.first)) == p.second) {
int d = p.second - p.first;
// 若当前区间的距离不如最左/最右优,则终止处理
if (d / 2 < right || d / 2 <= left) break;
// 分割区间:插入中间点,生成两个新区间
pq.pop();
pq.push({p.first, p.first + d/2});
pq.push({p.first + d/2, p.second});
seats.insert(p.first + d/2);
return p.first + d/2;
}
pq.pop(); // 删除无效旧区间(延迟删除机制)
}
// 处理最左或最右更优的情况
if (right > left) { // 最右更优
pq.push({*seats.rbegin(), n - 1});
seats.insert(n - 1);
return n - 1;
} else { // 最左更优
pq.push({0, *seats.begin()});
seats.insert(0);
return 0;
}
}
void leave(int p) {
if (p != *seats.begin() && p != *seats.rbegin()) {
// 若删除的不是端点,合并前后区间
auto it = seats.find(p);
pq.push({*prev(it), *next(it)});
}
seats.erase(p); // 移除座位
}
};
```
---
### 关键设计思想
1. **`canPartitionKSubsets`算法核心**:
- **状态压缩DFS**:用二进制位掩码记录数字使用状态
- **剪枝优化**:排序后提前终止无效分支,模运算自动重置分组
- **记忆化搜索**:`dp`数组避免重复计算
2. **`ExamRoom`设计亮点**:
- **优先队列维护候选区间**:动态跟踪最优插入点
- **延迟删除机制**:允许优先队列中存在无效区间,使用时验证
- **端点特殊处理**:优先处理最左/最右可能的最大距离
- **区间分割与合并**:插入时分割区间,删除时合并相邻区间
这两个算法都通过巧妙的数据结构设计(状态压缩、优先队列)和剪枝策略,实现了对复杂问题的高效求解。
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