Koko Eating Bananas:二分查找解法中的常见逻辑错误与修正

大宇姑娘_4978

大宇姑娘_4978

2026-08-07

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原创

Koko Eating Bananas:二分查找解法中的常见逻辑错误与修正

本文详解 leetcode 第 875 题「koko eating bananas」的标准解法,重点指出新手常犯的两个关键错误:错误计算每堆香蕉所需小时数、以及二分边界更新后返回值逻辑缺陷,并提供完整、可运行的正确实现。

本文详解 leetcode 第 875 题「koko eating bananas」的标准解法,重点指出新手常犯的两个关键错误:错误计算每堆香蕉所需小时数、以及二分边界更新后返回值逻辑缺陷,并提供完整、可运行的正确实现。

在解决「Koko Eating Bananas」问题时,核心目标是找到最小整数吃速 k,使得 Koko 能在 h 小时内吃完所有香蕉。该题天然适合二分查找——吃速 k 越大,总耗时越少;k 越小,耗时越多,且耗时随 k 单调非增,满足二分前提。

但你的原始代码存在两个根本性错误:

❌ 错误一:canEatPiles 逻辑完全错误

你用 Math.ceil((double) sum / capacityPerHour) 计算总耗时,这隐含假设香蕉可以跨堆平均分配——即把所有香蕉混在一起匀速吃。但题目明确要求:每小时只能选一堆,吃掉至多 k 个;若该堆剩余不足 k,则本小时结束,不可转向另一堆继续吃。

例如:piles = [3,6,7,11], k = 4

  • 第1小时吃 pile[0]=3 → 吃完,耗时1小时(剩0)
  • 第2–3小时吃 pile[1]=6 → 每小时4个,需 ⌈6/4⌉ = 2 小时
  • 第4–5小时吃 pile[2]=7 → ⌈7/4⌉ = 2 小时
  • 第6–8小时吃 pile[3]=11 → ⌈11/4⌉ = 3 小时
    ✅ 总计:1 + 2 + 2 + 3 = 8 小时

而你的写法 ⌈(3+6+7+11)/4⌉ = ⌈27/4⌉ = 7,严重低估了实际耗时,导致过早判定 k=4 可行,从而错过更优解或直接出错。

✅ 正确做法:对每堆 p 单独计算耗时 ⌈p / k⌉,即 (p + k - 1) / k(整数上取整技巧),再累加:

private int hoursNeeded(int[] piles, int k) {
    int total = 0;
    for (int p : piles) {
        total += (p + k - 1) / k; // 等价于 Math.ceil((double)p / k)
    }
    return total;
}

❌ 错误二:二分返回值逻辑不严谨

你的代码最后 return mid,但 mid 是循环结束前最后一次计算的中间值,并不保证满足条件。标准二分搜索找「最小可行 k」时,应维护一个候选答案变量,或更稳妥地——循环结束后返回 l。

原因:当 hoursNeeded(k) 第一个满足条件的最小 k 上(即左边界突破点),这是二分查找「寻找下界」的标准模式。

✅ 完整修正代码(Java)

class Solution {
    public int minEatingSpeed(int[] piles, int h) {
        int l = 1;
        int r = Arrays.stream(piles).max().orElse(1);

        while (l <h3>⚠️ 关键注意事项</h3>
  • 时间复杂度:二分范围为 [1, max(piles)],每次验证需 O(n),总复杂度 O(n log(max(piles))),高效且必要。
  • 整数上取整技巧:(p + k - 1) / k 是避免浮点运算和 Math.ceil 开销的安全写法,适用于所有正整数 p, k。
  • 边界安全:使用 l + (r - l) / 2 替代 (l + r) / 2 防止 l + r 溢出(尤其当 max(piles) 达 10^9 时)。
  • 测试验证:务必用例 piles=[3,6,7,11], h=8 手动推演,确认 k=4 时 hoursNeeded=8,k=3 时 hoursNeeded=10 > 8,从而理解为何答案是 4。

掌握这两个修正点,不仅能通过全部 125+ 测试用例,更能深入理解二分查找在“最小化满足条件值”类问题中的标准范式。

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