算法学习1603. 设计停车系统（java / c / c++ / python / go / rust）

Posted 2021-11-24 二当家的白帽子

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本文由 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ 博客原创~

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文章目录

• 1603. 设计停车系统：
• 样例 1
• 提示
• 分析
• 题解
• • java
  • c
  • c++
  • python
  • go
  • rust
• 原题传送门：https://leetcode-cn.com/problems/design-parking-system/

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1603. 设计停车系统：

请你给一个停车场设计一个停车系统。停车场总共有三种不同大小的车位：大，中和小，每种尺寸分别有固定数目的车位。

请你实现 ParkingSystem 类：

• ParkingSystem(int big, int medium, int small) 初始化 ParkingSystem 类，三个参数分别对应每种停车位的数目。
• bool addCar(int carType) 检查是否有 carType 对应的停车位。 carType 有三种类型：大，中，小，分别用数字 1， 2 和 3 表示。一辆车只能停在 carType 对应尺寸的停车位中。如果没有空车位，请返回 false ，否则将该车停入车位并返回 true 。

样例 1

输入：
	["ParkingSystem", "addCar", "addCar", "addCar", "addCar"]
	[[1, 1, 0], [1], [2], [3], [1]]
输出：
	[null, true, true, false, false]

解释：
	ParkingSystem parkingSystem = new ParkingSystem(1, 1, 0);
	parkingSystem.addCar(1); // 返回 true ，因为有 1 个空的大车位
	parkingSystem.addCar(2); // 返回 true ，因为有 1 个空的中车位
	parkingSystem.addCar(3); // 返回 false ，因为没有空的小车位
	parkingSystem.addCar(1); // 返回 false ，因为没有空的大车位，唯一一个大车位已经被占据了

提示

• 0 <= big, medium, small <= 1000
• carType 取值为 1， 2 或 3
• 最多会调用 addCar 函数 1000 次

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分析

• 这道算法题其实可以很简单，但是为了追求算法的优化理念，尽量难为了自己一下。
• 需要对三种车位计数，常规的方式就是三个变量，如果为了扩展性，其实可以用hash表或者数组。
• 题目已经规定有三种车位，而且每种车位数量不超过1000（2¹⁰正好够用），所以我们可以用一个int类型（一般都是大于等于32位）变量存储三种车位的数量。
• 所以二当家的题解重点是一个变量如何利用位运算存储三个数量（这种方式并不一定在任何语言中都能做到优化空间，仅仅是在ac了这道算法题的同时，用一种不一样的思路）。

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题解

java

class ParkingSystem {
    private int counter;

    public ParkingSystem(int big, int medium, int small) {
        counter = big | medium << 10 | small << 20;
    }

    public boolean addCar(int carType) {
        // 数量存储的位置
        int bits = (carType - 1) * 10;
        // 当前数量
        int cnt  = (counter >> bits) & 0b1111111111;
        if (cnt > 0) {
            // 数量减少，上面判断了大于0，所以不会造成跨类型借位
            counter -= 1 << bits;
            return true;
        }
        return false;
    }
}

/**
 * Your ParkingSystem object will be instantiated and called as such:
 * ParkingSystem obj = new ParkingSystem(big, medium, small);
 * boolean param_1 = obj.addCar(carType);
 */

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c

typedef struct {
    int count;
} ParkingSystem;


ParkingSystem* parkingSystemCreate(int big, int medium, int small) {
    int count = big | medium << 10 | small << 20;
    ParkingSystem *s = (ParkingSystem *) malloc(sizeof(ParkingSystem));
    s->count = count;
    return s;
}

bool parkingSystemAddCar(ParkingSystem* obj, int carType) {
    // 数量存储的位置
    int bits = (carType - 1) * 10;
    // 当前数量
    int cnt = (obj->count >> bits) & 0b1111111111;
    if (cnt > 0) {
        // 数量减少，上面判断了大于0，所以不会造成跨类型借位
        obj->count -= 1 << bits;
        return true;
    }
    return false;
}

void parkingSystemFree(ParkingSystem* obj) {
    free(obj);
}

/**
 * Your ParkingSystem struct will be instantiated and called as such:
 * ParkingSystem* obj = parkingSystemCreate(big, medium, small);
 * bool param_1 = parkingSystemAddCar(obj, carType);
 
 * parkingSystemFree(obj);
*/

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c++

class ParkingSystem {
private:
    int counter;
public:
    ParkingSystem(int big, int medium, int small) {
        counter = big | medium << 10 | small << 20;
    }

    bool addCar(int carType) {
        // 数量存储的位置
        int bits = (carType - 1) * 10;
        // 当前数量
        int cnt  = (counter >> bits) & 0b1111111111;
        if (cnt > 0) {
            // 数量减少，上面判断了大于0，所以不会造成跨类型借位
            counter -= 1 << bits;
            return true;
        }
        return false;
    }
};

/**
 * Your ParkingSystem object will be instantiated and called as such:
 * ParkingSystem* obj = new ParkingSystem(big, medium, small);
 * bool param_1 = obj->addCar(carType);
 */

---

python

class ParkingSystem:

    def __init__(self, big: int, medium: int, small: int):
        self.counter = big | medium << 10 | small << 20

    def addCar(self, carType: int) -> bool:
        # 数量存储的位置
        bits = (carType - 1) * 10
        # 当前数量
        cnt = (self.counter >> bits) & 0b1111111111
        if cnt > 0:
            # 数量减少，上面判断了大于0，所以不会造成跨类型借位
            self.counter -= 1 << bits
            return True
        return False



# Your ParkingSystem object will be instantiated and called as such:
# obj = ParkingSystem(big, medium, small)
# param_1 = obj.addCar(carType)

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go

type ParkingSystem struct {
	counter int
}


func Constructor(big int, medium int, small int) ParkingSystem {
	return ParkingSystem{big | medium << 10 | small << 20}
}


func (this *ParkingSystem) AddCar(carType int) bool {
	// 数量存储的位置
	bits := (carType - 1) * 10
	// 当前数量
	cnt  := (this.counter >> bits) & 0b1111111111
	if cnt > 0 {
		// 数量减少，上面判断了大于0，所以不会造成跨类型借位
		this.counter -= 1 << bits
		return true
	}
	return false
}


/**
 * Your ParkingSystem object will be instantiated and called as such:
 * obj := Constructor(big, medium, small);
 * param_1 := obj.AddCar(carType);
 */

---

rust

struct ParkingSystem {
  counter: i32,
}


/**
 * `&self` means the method takes an immutable reference.
 * If you need a mutable reference, change it to `&mut self` instead.
 */
impl ParkingSystem {

  fn new(big: i32, medium: i32, small: i32) -> Self {
    ParkingSystem{counter:big | medium << 10 | small << 20}
  }

  fn add_car(&mut self, car_type: i32) -> bool {
    // 数量存储的位置
    let bits = (car_type - 1) * 10;
    // 当前数量
    let cnt  = (self.counter >> bits) & 0b1111111111;
    if (cnt > 0) {
      // 数量减少，上面判断了大于0，所以不会造成跨类型借位
      self.counter -= 1 << bits;
      return true;
    }
    return false;
  }
}

/**
 * Your ParkingSystem object will be instantiated and called as such:
 * let obj = ParkingSystem::new(big, medium, small);
 * let ret_1: bool = obj.add_car(carType);
 */

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原题传送门：https://leetcode-cn.com/problems/design-parking-system/

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