Java面试海盗分宝石

在Java编程领域，面试中常常会涉及到算法和数据结构的问题，今天我们来分享一个有趣的问题：海盗如何分宝石。这个问题涉及到贪心算法和排序算法的应用，通过代码示例和思路讲解，希望可以帮助大家更好地理解和应用这些知识。

问题描述

假设有一组宝石，每个宝石有两个属性：重量和价值。一艘海盗船上有一定容量的载重，海盗希望尽可能多地将宝石装上船并获得最大的总价值。海盗可以选择部分宝石装上船，但每个宝石只能选择全部装上或不装。

思路分析

为了解决这个问题，我们可以采用贪心算法。具体步骤如下：

  1. 首先根据宝石的单位价值（价值/重量）进行排序，从高到低排序。
  2. 依次选择单位价值最高的宝石进行装载，直到海盗的船满载或者所有宝石都被选择。

代码示例

下面是一个Java代码示例，实现了海盗分宝石的功能：

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

class Gem {
    int weight;
    int value;

    public Gem(int weight, int value) {
        this.weight = weight;
        this.value = value;
    }
}

public class Pirate {
    public static int getMaxValue(Gem[] gems, int capacity) {
        Arrays.sort(gems, Comparator.comparingDouble(g -> -1.0 * g.value / g.weight));

        int totalValue = 0;
        int currentWeight = 0;

        for (Gem gem : gems) {
            if (currentWeight + gem.weight <= capacity) {
                totalValue += gem.value;
                currentWeight += gem.weight;
            } else {
                int remainingWeight = capacity - currentWeight;
                totalValue += gem.value * ((double) remainingWeight / gem.weight);
                break;
            }
        }

        return totalValue;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Gem[] gems = {
                new Gem(10, 60),
                new Gem(20, 100),
                new Gem(30, 120)
        };

        int capacity = 50;

        int maxValue = getMaxValue(gems, capacity);
        System.out.println("Max value that can be obtained: " + maxValue);
    }
}

序列图

下面是海盗分宝石的过程的序列图：

sequenceDiagram
    participant Pirate
    participant Gems
    Pirate->>Gems: Sort gems by unit value
    loop for each gem
        Pirate->>Gems: Select gem with highest unit value
    end
    Pirate->>Pirate: Calculate total value

关系图

下面是宝石和海盗之间的关系图：

erDiagram
    GEM {
        int weight
        int value
    }
    PIRATE {
        int capacity
    }
    GEM ||--o| PIRATE : Belongs to

总结

通过以上的代码示例和思路分析，我们了解了海盗分宝石问题的解决方法。贪心算法在实际应用中有着广泛的应用，能够帮助我们解决类似的优化问题。希望这篇文章对大家有所帮助，也希望大家在面试中能够更加从容地应对类似问题。祝大家面试顺利！