1011. 在 D 天内送达包裹的能力

传送带上的包裹必须在D 天内从一个港口运送到另一个港口。
传送带上的第 i个包裹的重量为 weights[i]。每一天,我们都会按给出重量的顺序往传送带上装载包裹。我们装载的重量不会超过船的最大运载重量。
返回能在 D 天内将传送带上的所有包裹送达的船的最低运载能力。

示例 1:

输入:weights = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10], D = 5
输出:15
解释:
船舶最低载重 15 就能够在 5 天内送达所有包裹,如下所示:
第 1 天:1, 2, 3, 4, 5
第 2 天:6, 7
第 3 天:8
第 4 天:9
第 5 天:10

请注意,货物必须按照给定的顺序装运,因此使用载重能力为 14 的船舶并将包装分成 (2, 3, 4, 5), (1, 6, 7), (8), (9), (10) 是不允许的。 

示例 2:

输入:weights = [3,2,2,4,1,4], D = 3
输出:6
解释:
船舶最低载重 6 就能够在 3 天内送达所有包裹,如下所示:
第 1 天:3, 2
第 2 天:2, 4
第 3 天:1, 4

示例 3:

输入:weights = [1,2,3,1,1], D = 4
输出:3
解释:
第 1 天:1
第 2 天:2
第 3 天:3
第 4 天:1, 1

提示:

  • 1 <= D <= weights.length <= 50000
  • 1 <= weights[i] <= 500

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/capacity-to-ship-packages-within-d-days


思路及算法

题目分析

  • 时间限制D天内
  • 运输能力指船一次能装的最大重量
  • 传送带上的包裹顺序不可交换

步骤分析

二分查找范围

为了保证传送带的每个货物都能够装,则可以将运输能力的左边界设置为max(weights)

将所有货物最快运完的时间是多少?一天,也就说将所有的货物都装下,则运载能力的右边界是sum(weights)

那么,二分查找的范围就是[max(weights), sum(weights)]

left, right = max(weights), sum(weights)

二分条件

通过在二分查找范围内选择出来的运载能力k可计算出在此运载能力下,将所有货物运载完所需天数days

首先明确一点,最小运载能力满足什么条件?

更大的k值所耗费的时间 < 最小运载能力耗费的时间days < D

  • 如果days大于D

表示运载能力(k)过小,因为我要得到的是days是小于等于D的,所以在下一次搜索范围为[k+1, right]

  • 如果days小于或等于D

下一次搜索范围是[left, k]

天数的计算

r = 0
days += 1
for num in weights:
    if r + num <= k:
        r += num
	else:
        r = num
        days += 1
return days + 1

完整代码

class Solution:
    def shipWithinDays(self, weights: List[int], D: int) -> int:
        def day(weights, k):
            ans = 0
            days = 0
            for num in weights:
                if ans + num <= k:
                    ans += num
                else:
                    ans = num
                    days += 1
            return days + 1
        
        left, right = max(weights), sum(weights)
        if left == right:
            return left
            
        while left < right:
            mid = (left + right) >> 1
            res = day(weights, mid)
            if res > D:
                left = mid + 1
            else:
                right = mid
        return left