【LeetCode】设计食物评分系统 Java 题解

作者：Albert

2022 年 8 月 01 日
本文字数：2759 字
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题目描述

设计一个支持下述操作的食物评分系统：

修改系统中列出的某种食物的评分。返回系统中某一类烹饪方式下评分最高的食物。实现 FoodRatings 类：

FoodRatings(String[] foods, String[] cuisines, int[] ratings) 初始化系统。食物由 foods、cuisines 和 ratings 描述，长度均为 n 。foods[i] 是第 i 种食物的名字。cuisines[i] 是第 i 种食物的烹饪方式。ratings[i] 是第 i 种食物的最初评分。void changeRating(String food, int newRating) 修改名字为 food 的食物的评分。String highestRated(String cuisine) 返回指定烹饪方式 cuisine 下评分最高的食物的名字。如果存在并列，返回字典序较小的名字。注意，字符串 x 的字典序比字符串 y 更小的前提是：x 在字典中出现的位置在 y 之前，也就是说，要么 x 是 y 的前缀，或者在满足 x[i] != y[i] 的第一个位置 i 处，x[i] 在字母表中出现的位置在 y[i] 之前。

示例：
输入["FoodRatings", "highestRated", "highestRated", "changeRating", "highestRated", "changeRating", "highestRated"][[["kimchi", "miso", "sushi", "moussaka", "ramen", "bulgogi"], ["korean", "japanese", "japanese", "greek", "japanese", "korean"], [9, 12, 8, 15, 14, 7]], ["korean"], ["japanese"], ["sushi", 16], ["japanese"], ["ramen", 16], ["japanese"]]输出[null, "kimchi", "ramen", null, "sushi", null, "ramen"]
解释FoodRatings foodRatings = new FoodRatings(["kimchi", "miso", "sushi", "moussaka", "ramen", "bulgogi"], ["korean", "japanese", "japanese", "greek", "japanese", "korean"], [9, 12, 8, 15, 14, 7]);foodRatings.highestRated("korean"); // 返回 "kimchi"                                    // "kimchi" 是分数最高的韩式料理，评分为 9 。foodRatings.highestRated("japanese"); // 返回 "ramen"                                      // "ramen" 是分数最高的日式料理，评分为 14 。foodRatings.changeRating("sushi", 16); // "sushi" 现在评分变更为 16 。foodRatings.highestRated("japanese"); // 返回 "sushi"                                      // "sushi" 是分数最高的日式料理，评分为 16 。foodRatings.changeRating("ramen", 16); // "ramen" 现在评分变更为 16 。foodRatings.highestRated("japanese"); // 返回 "ramen"                                      // "sushi" 和 "ramen" 的评分都是 16 。                                      // 但是，"ramen" 的字典序比 "sushi" 更小。
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思路分析

今天的的算法题目是设计类题目。题目描述比较长，我们跟着例子来理解。
题目给出的是食物，评分，烹饪方式。highestRated() 需要返回指定烹饪方式 cuisine 下评分最高的食物的名字。如果存在并列，返回字典序较小的名字。根据这个要求分析，这里需要实现一个多纬度排序的功能。在 Java 中 TreeSet 类提供了使用树进行存储的 Set 接口的实现。对象按排序和升序存储。访问和检索时间非常快，这使得 TreeSet 成为存储必须快速找到的大量排序信息的绝佳选择。
我们自定义 FoodRate 类，存储 food，rate, cuisines 三个属性。方便在 TreeSet 中按照先 rate，后 food 属性排序。定义 foodRateMap 存储对象关系。当调用 changeRating 方法的时候，评分变动，我们需要对 TreeSet 数据重新排序。先处理旧对象值的相关操作，然后在处理新对象的相关操作。保证数据的一致性。
具体实现代码如下，供参考。

通过代码

class FoodRatings {    Map<String, TreeSet<FoodRate>> cuisinesMap;    Map<String, FoodRate> foodRateMap;
    public FoodRatings(String[] foods, String[] cuisines, int[] ratings) {        cuisinesMap = new HashMap<>();        foodRateMap = new HashMap<>();        int n = foods.length;        String foodName;        String cuisinesName;        Integer rate;        for (int i = 0; i < n; i++) {            foodName = foods[i];            cuisinesName = cuisines[i];            rate = ratings[i];            TreeSet<FoodRate> set = cuisinesMap.getOrDefault(cuisinesName, new TreeSet<>(new Comparator<FoodRate>() {                @Override                public int compare(FoodRate o1, FoodRate o2) {                    if (o1.rate != o2.rate) {                        return o2.rate - o1.rate;                    }                    return o1.food.compareTo(o2.food);                }            }));                        FoodRate foodRate = new FoodRate(foodName, rate, cuisinesName);            foodRateMap.put(foodName, foodRate);                        set.add(foodRate);            cuisinesMap.put(cuisinesName, set);        }
    }
    public void changeRating(String food, int newRating) {        FoodRate oldFoodRate = foodRateMap.get(food);
        TreeSet<FoodRate> set = cuisinesMap.get(oldFoodRate.cuisines);        set.remove(oldFoodRate);                FoodRate newFoodRate = new FoodRate(food, newRating, oldFoodRate.cuisines);        set.add(newFoodRate);
        cuisinesMap.put(oldFoodRate.cuisines, set);        foodRateMap.put(food, newFoodRate);    }
    public String highestRated(String cuisine) {        return cuisinesMap.get(cuisine).first().food;    }
    class FoodRate {        String food;        int rate;        String cuisines;
        public FoodRate(String food, int rate, String cuisines) {            this.food = food;            this.rate = rate;            this.cuisines = cuisines;        }    }}

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总结

在 Java 中排序，对于一般的纯数字，字符串排序，我们直接调用 sort() 系统函数即可， sort() 函数默认是自然排序。
当需要按照自然倒叙排列时候，在 sort() 中我们可以自定义 Comparator， Override compare() 方法实现排序。
当需要按照多个属性排序的时候，我们一般可以定义一个对象，包含需要排序的属性，然后自定义 Comparator，实现多属性纬度排序。比如：使用 TreeSet 这种数据结构，需要注意的是，当对象进行修改的时候，我们必须先删除旧的对象，然后在重新插入新的对象。
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