代码随想录算法训练营第四十三天 | 1049. 最后一块石头的重量 II、494. 目标和、474.一和零

发布时间:2024年01月24日

1049. 最后一块石头的重量 II

题目链接:1049. 最后一块石头的重量 II

有一堆石头,用整数数组 stones 表示。其中 stones[i] 表示第 i 块石头的重量。

每一回合,从中选出任意两块石头,然后将它们一起粉碎。假设石头的重量分别为 xy,且 x <= y。那么粉碎的可能结果如下:

  • 如果 x == y,那么两块石头都会被完全粉碎;
  • 如果 x != y,那么重量为 x 的石头将会完全粉碎,而重量为 y 的石头新重量为 y-x

最后,最多只会剩下一块 石头。返回此石头 最小的可能重量 。如果没有石头剩下,就返回 0

文章讲解/视频讲解:https://programmercarl.com/1049.%E6%9C%80%E5%90%8E%E4%B8%80%E5%9D%97%E7%9F%B3%E5%A4%B4%E7%9A%84%E9%87%8D%E9%87%8FII.html

思路

思路,把这一堆石头分成两堆,两堆石头重量和的差就是最后一块石头的重量。

什么时候最后一块石头的重量最小?当然是两堆石头重量差不多的时候。

计算stones的重量之和sum,我们的目标是设置背包大小为sum / 2的情况下,装下重量尽可能大的石块。

设置一个二维dp数组,其中dp[i][j]表示背包大小为j,遍历了0 ~ i石块的情况下,能够装下的最大重量。dp数组的递推式为: dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - stones[i]] + stones[i])。如何初始化,也就是对第一行赋值?当j >= stones[0]时,将dp[0][j]赋值为stones[0],否则赋值为0。遍历顺序?由于此时是二维dp,顺序不那么重要,i与j均从小到大遍历即可。

动态规划注重整体性,而贪心主要从局部来考虑。对于这道题的处理不要用贪心的思想来做动态规划的推导。

C++实现

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

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

494. 目标和

题目链接:494. 目标和

给你一个非负整数数组 nums 和一个整数 target

向数组中的每个整数前添加 '+''-' ,然后串联起所有整数,可以构造一个 表达式

  • 例如,nums = [2, 1] ,可以在 2 之前添加 '+' ,在 1 之前添加 '-' ,然后串联起来得到表达式 "+2-1"

返回可以通过上述方法构造的、运算结果等于 target 的不同 表达式 的数目。

文章讲解/视频讲解:https://programmercarl.com/0494.%E7%9B%AE%E6%A0%87%E5%92%8C.html

思路

我们令数组中添加’+‘的数字绝对值之和为pos_sum,数组中添加’-'的数字绝对值之和为neg_sum。按照题意,我们有pos_sum - neg_sum = target。计算数组nums中所有数字的和为sum,我们又有pos_sum + neg_sum = sum,结合两个式子,我们可以得到pos_sum = (target + sum) / 2。因此,题目中要求解的 通过上述构造、运算结果等于target的不同表达式的数目,等价于数组中和为pos_sum的不同组合的数目。

注意,当(target + sum) % 2 != 0,或者abs(target) > sum时,找不出这样的组合。

首先构造一个二维dp数组,dp[i][j]代表了0 ~ i范围内的数字中,组合为j的次数。为了使组合不会重复,我们让i从小到大遍历。初始化时,令dp[0][0] = 1,其他位置等于0,这个是从公式的结果反推过来的。然后再对i = 0时初始化,如果j = nums[0],则令dp[0][j] += 1。dp数组的递推式为:dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - nums[i]]

C++实现

// 原写法
class Solution {
public:
    int findTargetSumWays(vector<int>& nums, int target) {
        int sum = 0;
        for(int i = 0;i<nums.size();i++) sum += nums[i];
        if((sum + target) % 2 != 0) return 0;
        if(abs(target) > sum) return 0;
        int pos_sum = target + (sum - target) / 2;
        vector<vector<int>> dp(nums.size(), vector<int>(pos_sum + 1, 0));
        dp[0][0] = 1;
        for(int j = 0;j<=pos_sum;j++){
            if(j == nums[0]) dp[0][j] += 1;
        }
        for(int i = 1;i<nums.size();i++){
            for(int j = 0;j<=pos_sum;j++){
                if(j < nums[i]) dp[i][j] = dp[i - 1][j];
                else{
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - nums[i]];
                }
            }
        }
        return dp[nums.size() - 1][pos_sum];
    }
};
// 滚动数组
class Solution {
public:
    int findTargetSumWays(vector<int>& nums, int target) {
        int sum = 0;
        for(int i = 0;i<nums.size();i++) sum += nums[i];
        if((sum + target) % 2 != 0) return 0;
        if(abs(target) > sum) return 0;
        int pos_sum = target + (sum - target) / 2;
        vector<int> dp(pos_sum + 1, 0);
        dp[0] = 1;
        for(int i = 0;i<nums.size();i++){
            for(int j = pos_sum;j>=nums[i];j--){
                dp[j] += dp[j - nums[i]];
            }
        }

        return dp[pos_sum];
    }
};

474.一和零

题目链接:474.一和零

给你一个二进制字符串数组 strs 和两个整数 mn

请你找出并返回 strs 的最大子集的长度,该子集中 最多m0n1

如果 x 的所有元素也是 y 的元素,集合 x 是集合 y子集

文章讲解/视频讲解:https://programmercarl.com/0474.%E4%B8%80%E5%92%8C%E9%9B%B6.html

思路

求解strs数组中每一个字符串中0的个数和1的个数,前者存入zeros数组,后者存入ones数组。

对于这道题,需要开一个三维的dp数组,dp[i][j][k]代表了在0 ~ i下标的字符串中,限制最多有j个0,k个1,能够获得的最大子集长度。

如何初始化?当i等于0时,从0到m遍历j,从0到n遍历k,当j >= zeros[0] && k >= ones[0]时,dp[0][j][k] = 1

递推公式为:

dp[i][j][k] = max(dp[i - 1][j][k], dp[i - 1][j - zeros[i]][k - ones[i]] + 1);

遍历顺序为,三层循环,i、j、k均为从小到大遍历。

C++实现

// 原写法
class Solution {
public:
    int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n) {
        vector<int> zeros(strs.size(), 0);
        vector<int> ones(strs.size(), 0);
        for(int i = 0;i<strs.size();i++){
            int zeroCount = 0, oneCount = 0;
            for(int j = 0;j<strs[i].size();j++){
                if(strs[i][j] == '0') zeroCount++;
                if(strs[i][j] == '1') oneCount++;
            }
            zeros[i] = zeroCount;
            ones[i] = oneCount;
        }

        vector<vector<vector<int>>> dp(zeros.size(), vector<vector<int>>(m + 1, vector<int>(n + 1, 0)));
        for(int j = 0;j<=m;j++){
            for(int k = 0;k<=n;k++){
                if(j >= zeros[0] && k >= ones[0]) dp[0][j][k] = 1;
            }
        }

        for(int i = 1;i<zeros.size();i++){
            for(int j = 0;j<=m;j++){
                for(int k = 0;k<=n;k++){
                    if(j < zeros[i] || k < ones[i]) dp[i][j][k] = dp[i - 1][j][k];
                    else dp[i][j][k] = max(dp[i - 1][j][k], dp[i - 1][j - zeros[i]][k - ones[i]] + 1);
                }
            }
        }
        return dp[zeros.size() - 1][m][n];
    }
};
// 滚动数组
class Solution {
public:
    int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n) {
        vector<int> zeros(strs.size(), 0);
        vector<int> ones(strs.size(), 0);
        for(int i = 0;i<strs.size();i++){
            int zeroCount = 0, oneCount = 0;
            for(int j = 0;j<strs[i].size();j++){
                if(strs[i][j] == '0') zeroCount++;
                if(strs[i][j] == '1') oneCount++;
            }
            zeros[i] = zeroCount;
            ones[i] = oneCount;
        }

        vector<vector<int>> dp(m + 1, vector<int>(n + 1, 0));
        for(int j = 0;j<=m;j++){
            for(int k = 0;k<=n;k++){
                if(j >= zeros[0] && k >= ones[0]) dp[j][k] = 1;
            }
        }

        for(int i = 1;i<zeros.size();i++){
            for(int j = m;j>=zeros[i];j--){
                for(int k = n;k>=ones[i];k--){
                    dp[j][k] = max(dp[j][k], dp[j - zeros[i]][k - ones[i]] + 1);
                }
            }
        }
        return dp[m][n];
    }
};
文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_43347688/article/details/135823330
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