力扣:2477. 到达首都的最少油耗

发布于:2025-08-03 ⋅ 阅读:(15) ⋅ 点赞:(0)

给你一棵 n 个节点的树(一个无向、连通、无环图),每个节点表示一个城市,编号从 0 到 n - 1 ,且恰好有 n - 1 条路。0 是首都。给你一个二维整数数组 roads ,其中 roads[i] = [ai, bi] ,表示城市 ai 和 bi 之间有一条 双向路 。

每个城市里有一个代表,他们都要去首都参加一个会议。

每座城市里有一辆车。给你一个整数 seats 表示每辆车里面座位的数目。

城市里的代表可以选择乘坐所在城市的车,或者乘坐其他城市的车。相邻城市之间一辆车的油耗是一升汽油。

请你返回到达首都最少需要多少升汽油。

示例 1:

输入:roads = [[0,1],[0,2],[0,3]], seats = 5
输出:3
解释:
- 代表 1 直接到达首都,消耗 1 升汽油。
- 代表 2 直接到达首都,消耗 1 升汽油。
- 代表 3 直接到达首都,消耗 1 升汽油。
最少消耗 3 升汽油。

示例 2:

输入:roads = [[3,1],[3,2],[1,0],[0,4],[0,5],[4,6]], seats = 2
输出:7
解释:
- 代表 2 到达城市 3 ,消耗 1 升汽油。
- 代表 2 和代表 3 一起到达城市 1 ,消耗 1 升汽油。
- 代表 2 和代表 3 一起到达首都,消耗 1 升汽油。
- 代表 1 直接到达首都,消耗 1 升汽油。
- 代表 5 直接到达首都,消耗 1 升汽油。
- 代表 6 到达城市 4 ,消耗 1 升汽油。
- 代表 4 和代表 6 一起到达首都,消耗 1 升汽油。
最少消耗 7 升汽油。

示例 3:

输入:roads = [], seats = 1
输出:0
解释:没有代表需要从别的城市到达首都。

思路:

说有一个树结构,节点代表城市,首都在 0 号节点,每条路是双向的。每个城市有一个人,他们要开车到首都,车的座位数是 seats,每辆车每行驶 1 单位距离消耗 1 单位油,求最少总油耗。

首先,我需要分析这个代码的思路。代码里用了两个邻接表,a 是有向的(只存子节点),b 是无向的。build 函数应该是把无向图转换成以 0 为根的有向树,确定父节点和子节点的关系,避免循环。

然后看 fun 函数,这应该是一个递归函数,后序遍历树。每个节点返回两个值:sum 是该节点及其所有子节点的总人数(因为每个人都要往父节点移动),w 是这些人移动到当前节点所需的总油耗。

对于叶子节点,sum 是 1(只有自己),w 是 0(不需要移动到子节点,因为它没有子节点)。对于非叶子节点,遍历所有子节点,累加子节点的 sum 得到总人数(加上自己就是当前节点的 sum),而油耗方面,每个子节点的人需要移动到当前节点,所以要加上子节点的 w(子节点内部的油耗),再加上子节点的人移动到当前节点的油耗。移动的油耗计算是(子节点人数 + seats - 1)/seats,这其实是向上取整,因为每辆车最多坐 seats 人,需要的车数就是向上取整后的结果,每辆车走 1 段路,所以总油耗就是车数。

整个过程是从叶子节点往上计算,最后根节点(0 号)的 w 就是总油耗,因为所有人都已经移动到根节点了。

AC代码:

C++版本:

class Solution {
public:
    static const int N = 1e5 + 10;
    vector<int> a[N];// 有向邻接表,只存储子节点
    vector<int> b[N];// 无向邻接表,存储所有边
    bool flag[N];
    typedef struct {
        long long w;// 汇聚到当前结点的最少油耗
        long long sum;// 所有子节点向当前结点汇聚,该节点(包含)上一共有多少人
    }Node;
    long long minimumFuelCost(vector<vector<int>>& roads, int seats) {
        if (roads.empty()) {
            return 0;
        }
        memset(flag, 0, sizeof flag);
        for (int i = 0;i < roads.size();i++) {//无向邻接表存图
            int u = roads[i][0];
            int v = roads[i][1];
            b[u].push_back(v);
            b[v].push_back(u);
        }
        build(0, 0);//无向邻接表转有向

        return fun(0, seats).w;
    }
    Node fun(int x, int seats) {
        Node t;
        if (a[x].empty()) {//到达叶子结点
            t.sum = 1;
            t.w = 0;
            return t;
        }
        long long sum = 0;
        long long w = 0;
        for (int i = 0;i < a[x].size();i++) {
            Node k = fun(a[x][i], seats);
            sum += k.sum;
            w += k.w + (k.sum + seats - 1) / seats;
        }
        t.sum = sum + 1;
        t.w = w;
        return t;
    }
    void build(int idx, int fa) {
        for (auto it : b[idx]) {
            if (it == fa) {
                continue;
            }
            else {
                a[idx].push_back(it);
            }
        }
        for (auto it : a[idx]) {
            build(it, idx);
        }
    }
};

java版本:

class Solution {
    class Node{
        long w;
        long sum;
    }
    static final int N=100010;
    public ArrayList<Integer>[] a=new ArrayList[N];
    public ArrayList<Integer>[] b=new ArrayList[N];
    public long minimumFuelCost(int[][] roads, int seats) {
        if(roads==null||roads.length==0){
            return 0;
        }
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            a[i]=new ArrayList<>();
            b[i]=new ArrayList<>();
        }
        for(int[] i:roads){
            int u=i[0];
            int v=i[1];
            b[v].add(u);
            b[u].add(v);
        }
        build(0,0);

        return fun(0,seats).w;
    }
    Node fun(int x,int seats){
        Node t=new Node();
        t.sum=1;
        t.w=0;
        if(a[x].size()==0){
            return t;
        }
        for (int i = 0; i < a[x].size(); i++) {
            Node k=fun(a[x].get(i),seats);
            t.sum+=k.sum;
            t.w+=k.w+(k.sum+seats-1)/seats;
        }
        return t;
    }
    public void build(int idx,int fa){
        for(int i:b[idx]){
            if(i==fa){
                continue;
            }
            else{
                a[idx].add(i);
            }
        }

        for(int i:a[idx]){
            build(i,idx);
        }
    }
}