1700. 无法吃午餐的学生数量

题目描述

学校的自助午餐提供圆形和方形的三明治，分别用数字 0 和 1 表示。所有学生站在一个队列里，每个学生要么喜欢圆形的要么喜欢方形的。
餐厅里三明治的数量与学生的数量相同。所有三明治都放在一个栈里，每一轮：

如果队列最前面的学生喜欢栈顶的三明治，那么会 拿走它 并离开队列。
否则，这名学生会 放弃这个三明治 并回到队列的尾部。

这个过程会一直持续到队列里所有学生都不喜欢栈顶的三明治为止。

给你两个整数数组 students 和 sandwiches ，其中 sandwiches[i] 是栈里面第 i 个三明治的类型（i = 0 是栈的顶部）， students[j] 是初始队列里第 j 名学生对三明治的喜好（j = 0 是队列的最开始位置）。请你返回无法吃午餐的学生数量。

示例 1：

输入：students = [1,1,0,0], sandwiches = [0,1,0,1]
输出：0 
解释：
- 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [1,0,0,1]。
- 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [0,0,1,1]。
- 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = [0,1,1]，三明治栈为 sandwiches = [1,0,1]。
- 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [1,1,0]。
- 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = [1,0]，三明治栈为 sandwiches = [0,1]。
- 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [0,1]。
- 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = [1]，三明治栈为 sandwiches = [1]。
- 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = []，三明治栈为 sandwiches = []。
所以所有学生都有三明治吃。

示例 2：

输入：students = [1,1,1,0,0,1], sandwiches = [1,0,0,0,1,1]
输出：3

提示：

1 <= students.length, sandwiches.length <= 100
students.length == sandwiches.length
sandwiches[i] 要么是 0 ，要么是 1 。
students[i] 要么是 0 ，要么是 1 。

解法

方法一：计数

思考

若用队列模拟学生轮转，每次比较队首与栈顶，不匹配则把学生送到队尾，最坏情况下每人反复绕圈，实现冗长且依赖顺序。

注意到三明治顺序固定、学生可以任意调位：一旦栈顶种类在剩余学生中为零，后续三明治都无法被取走。因此只需统计两种喜好的人数，再按三明治顺序消耗计数。

当 \(cnt[v]=0\) 时，剩余学生全部偏好另一种三明治，即 \(cnt[v\oplus 1]\)。线性扫完即可得到无法用餐的人数。

我们观察发现，学生位置可调整，而三明治位置不可调整。也就是说，若前面的三明治没被拿走，则往后的所有三明治也无法被拿走。

因此，我们先用计数器 \(cnt\) 统计学生喜欢的三明治种类和对应的数量。

然后遍历三明治，若在 \(cnt\) 中找不到喜欢此三明治的学生，说明后面的三明治也无法被拿走，返回当前剩余的学生数量。

遍历结束。，说明所有学生都有三明治吃，返回 \(0\)。

时间复杂度 \(O(n)\)，其中 \(n\) 为三明治数量。空间复杂度 \(O(1)\)。

Python3JavaC++GoTypeScriptRustC

class Solution:
    def countStudents(self, students: List[int], sandwiches: List[int]) -> int:
        cnt = Counter(students)
        for v in sandwiches:
            if cnt[v] == 0:
                return cnt[v ^ 1]
            cnt[v] -= 1
        return 0

class Solution {
    public int countStudents(int[] students, int[] sandwiches) {
        int[] cnt = new int[2];
        for (int v : students) {
            ++cnt[v];
        }
        for (int v : sandwiches) {
            if (cnt[v]-- == 0) {
                return cnt[v ^ 1];
            }
        }
        return 0;
    }
}

class Solution {
public:
    int countStudents(vector<int>& students, vector<int>& sandwiches) {
        int cnt[2] = {0};
        for (int& v : students) ++cnt[v];
        for (int& v : sandwiches) {
            if (cnt[v]-- == 0) {
                return cnt[v ^ 1];
            }
        }
        return 0;
    }
};

func countStudents(students []int, sandwiches []int) int {
    cnt := [2]int{}
    for _, v := range students {
        cnt[v]++
    }
    for _, v := range sandwiches {
        if cnt[v] == 0 {
            return cnt[v^1]
        }
        cnt[v]--
    }
    return 0
}

function countStudents(students: number[], sandwiches: number[]): number {
    const count = [0, 0];
    for (const v of students) {
        count[v]++;
    }
    for (const v of sandwiches) {
        if (count[v] === 0) {
            return count[v ^ 1];
        }
        count[v]--;
    }
    return 0;
}

impl Solution {
    pub fn count_students(students: Vec<i32>, sandwiches: Vec<i32>) -> i32 {
        let mut count = [0, 0];
        for &v in students.iter() {
            count[v as usize] += 1;
        }
        for &v in sandwiches.iter() {
            let v = v as usize;
            if count[v as usize] == 0 {
                return count[v ^ 1];
            }
            count[v] -= 1;
        }
        0
    }
}

int countStudents(int* students, int studentsSize, int* sandwiches, int sandwichesSize) {
    int count[2] = {0};
    for (int i = 0; i < studentsSize; i++) {
        count[students[i]]++;
    }
    for (int i = 0; i < sandwichesSize; i++) {
        int j = sandwiches[i];
        if (count[j] == 0) {
            return count[j ^ 1];
        }
        count[j]--;
    }
    return 0;
}

1700. 无法吃午餐的学生数量

题目描述

解法

方法一：计数

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