「程式碼隨想錄演算法訓練營」第三十一天 | 動態規劃 part4

云雀AC了一整天發表於2024-08-07

1049. 最後一塊石頭的重量 II

題目連結:https://leetcode.cn/problems/last-stone-weight-ii/
題目難度:中等
文章講解:https://programmercarl.com/1049.最後一塊石頭的重量II.html
影片講解:https://www.bilibili.com/video/BV14M411C7oV/
題目狀態:看題解過

思路:

本題本質上就是將石頭分為兩堆進行撞擊,判斷剩餘最小的重量是多少。這樣理解的話就將題轉換為了416. 分割等和子集問題了。
首先定義 dp 陣列的含義,dp[j] 表示選擇重量為 j 的情況下,這堆石頭的剩餘重量。
而 dp[j] 的值可以由 max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]) 來表示,其中 dp[j - stones[i]] 是保留一定的重量可以將當前遍歷到的石頭放進去(可以聯想為放入一個容器裡),而加上 stones[i] 的含義就是將當前遍歷到的石頭重量加進去。

程式碼:

class Solution {
public:
    int lastStoneWeightII(vector<int>& stones) {
        int sum = 0;
        for(auto &stone : stones) sum += stone;
        int target = sum / 2;
        vector<int> dp(target + 1, 0);
        for(int i = 0; i < stones.size(); ++i) {
            for(int j = target; j >= stones[i]; --j) {
                dp[j] = max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]);
            }
        }
        return sum - dp[target] - dp[target];
    }
};

494. 目標和

題目連結:https://leetcode.cn/problems/target-sum/
題目難度:中等
文章講解:https://programmercarl.com/0494.目標和.html
影片講解:https://www.bilibili.com/video/BV1o8411j73x/
題目狀態:這題轉換思維真繞,看別人評論學習學習,思路來自B站使用者@皮特皮特Peter在本題影片講解下的留言。

思路:

將 nums 中元素分為左右兩個部分,一部分是正集合 left,另一部分是負集合 right。
舉例看一下:[1,1,1,1,1]
由題意可知:

  1. 正數集合 left - 負數集合 right = 目標值 traget。比如:[1,1,1,1] - [1] = 3
  2. 正數集合 left + 負數集合 right = 陣列總和 sum。比如: [1,1,1,1] + [1] = 5

我們只要得知湊出 left 正集合有多少種組合方式 就等同於題目問題:湊成目標和有多少種方式。
於是相當於說每個元素放不放進正數的集合裡 等同於揹包問題中的拿或不拿。
所以我們要的結果是:陣列中能夠湊成揹包容量為正集合 left 的最大組合方案數
而left可以用可知的 1 和 2 代入解出為 left = (sum + target) / 2
然而 left 代表的是正數集要多少個才能湊成目標和 target(正數集個數確定負數集也就確認) 除以 2 存在不能整除情況
所以不能整除說明湊不成目標和 所以沒有方法可以湊成目標和,返回 0。

dp 陣列的含義: 表示要湊成容量為 j 的揹包有多少種方案。

初始化:其他非 0 容量的揹包 使用一維陣列的遞推公式從右向左覆蓋陣列推導演算。任何一個物品 只要選擇不取這種方案 都能湊成0容量的揹包。

遞推公式: dp[j] = 不放入nums[i]的最大組合方案 + 放入nums[i]的最大組合方案(即取不取進正數集裡面)

  • 對應一維:dp[j] = dp[j] + dp[j - nums[i]]
  • 對應二維:dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - nums[i]]

程式碼:

class Solution {
public:
    int findTargetSumWays(vector<int>& nums, int target) {
        int sum = 0;
        for(auto &num : nums) sum += num;
        if(abs(target) > sum) return 0;
        if((target + sum ) % 2 == 1) return 0;
        int bagSize = (target + sum) / 2;
        vector<int> dp(bagSize + 1, 0);
        dp[0] = 1;
        for(int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
            for(int j = bagSize; j >= nums[i]; --j) {
                dp[j] += dp[j - nums[i]];
            }
        }
        return dp[bagSize];
    }
};

回溯法程式碼:

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> res;
    vector<int> path;

    void backtarcking(vector<int> &candidates, int target, int sum, int startIdx) {
        if(sum == target) res.push_back(path);

        for(int i = startIdx; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; ++i) {
            sum += candidates[i];
            path.push_back(candidates[i]);
            backtarcking(candidates, target, sum, i + 1);
            sum -= candidates[i];
            path.pop_back();
        }
    }

    int findTargetSumWays(vector<int>& nums, int target) {
        int sum = 0;
        for(auto &num : nums) sum += num;
        if(target > sum) return 0;
        if((target + sum) % 2) return 0;
        int bagSize = (target + sum) / 2;

        res.clear();
        path.clear();
        sort(nums.begin(), nums.end());
        backtarcking(nums, bagSize, 0, 0);
        return res.size();
    }
};

474. 一和零

題目連結:https://leetcode.cn/problems/ones-and-zeroes/
題目難度:中等
文章講解:https://programmercarl.com/0474.一和零.html
影片講解:https://www.bilibili.com/video/BV1rW4y1x7ZQ/
題目狀態:不會,看題解

思路:

看完題解之後感覺還是那種揹包問題,只不過這次的動規陣列是個二維陣列,用來儲存 0 和 1 的數量,比較繞的就是還要計算一下二進位制字串中所含的 0 和 1 的個數。

程式碼:

class Solution {
public:
    int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n) {
        vector<vector<int>> dp(m + 1, vector<int>(n + 1, 0));
        for(auto &str : strs) {
            int oneNum = 0, zeroNum = 0;
            for(auto &c : str) {
                if(c == '0') zeroNum++;
                else oneNum++;
            }
            for(int i = m; i >= zeroNum; --i) {
                for(int j = n; j >= oneNum; --j) {
                    dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - zeroNum][j - oneNum] + 1);
                }
            }
        }
        return dp[m][n];
    }
};

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