LC1049最后一块石头的重量II

参考文章:代码随想录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

一、题目

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

示例 1

输入:stones = [2,7,4,1,8,1]
输出:1
解释:
组合 2 和 4,得到 2,所以数组转化为 [2,7,1,8,1],
组合 7 和 8,得到 1,所以数组转化为 [2,1,1,1],
组合 2 和 1,得到 1,所以数组转化为 [1,1,1],
组合 1 和 1,得到 0,所以数组转化为 [1],这就是最优值。

示例 2

输入:stones = [31,26,33,21,40]
输出:5

提示

  • 1 <= stones.length <= 30
  • 1 <= stones[i] <= 100

来源:力扣(LeetCode)链接:https://leetcode.cn/problems/last-stone-weight-ii/

二、题解

我认为这道题的关键之处在于想到要让剩下石头的重量最小,就是要尽量让石头分成重量相同的两堆,相撞之后剩下的石头重量就最小了。

由此发现,本题和 T416分割等和子集 是类似的,按照分割等和子集的思路再来求解本题就容易多了

这也是个 01 背包问题,并且石头的重量为 stones[i],价值也为 stones[i]

话不多说,直接上动归五部曲:

1、确定 dp 数组以及下标的含义

01 背包中 dp[j] 代表容量为 j 的背包最多可以装的价值为 dp[j]。本题中由于石头重量和价值相等,所以 dp[j] 也可表示容量(这里说容量更形象,其实就是重量)为 j 的背包,最多可以背最大重量为 dp[j]

2、确定递推公式

01 背包的递推公式为:dp[j] = max(dp[j], dp[j – weight[i]] + value[i]);

本题中由于 weight[i] = value[i] = stones[i],所以 dp[j] = max(dp[j], dp[j – stones[i]] + stones[i])

3、dp 数组如何初始化

dp[j] 中的 j 表示容量,那么最大容量(重量)是多少呢?把石头遍历一遍,计算出石头总重量然后除 2,就得到最大重量 j 的大小

因为重量都不会是负数,所以 dp[j] 都初始化为 0 就可以了,这样在递归公式 dp[j] = max(dp[j], dp[j – stones[i]] + stones[i]) 中 dp[j] 才不会初始值所覆盖

4、确定遍历顺序

物品遍历的 for 循环放在外层,遍历背包的 for 循环放在内层,且内层 for 循环倒序遍历!

5、举例推导 dp 数组

以输入 [2,4,1,1] 为例,此时 target = (2 + 4 + 1 + 1)/2 = 4,最终的 dp 数组为 [0,1,2,3,4]

最后要注意的是,分割等和子集要返回的是 true/false,而本题要返回的是最小重量,两题的不同之处就在于对结果的处理上

分成两堆石头,一堆石头的总重量是 dp[target],另一堆就是 sum – dp[target]。

在计算 target 的时候,target = sum / 2 因为是向下取整,所以 sum – dp[target] 一定是大于等于 dp[target]的

那么相撞之后剩下的最小石头重量就是 (sum – dp[target]) – dp[target]。

三、代码

public class T1049 {
    //滚动数组
    public int lastStoneWeightII(int[] stones) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < stones.length; i++) {
            sum += stones[i];
        }
        int target = sum / 2;

        int[] dp = new int[target+1];
        for (int i = 0; i < stones.length; i++) {
            for (int j = target; j >= stones[i]; j--) {
                dp[j] = Math.max(dp[j],dp[j-stones[i]]+stones[i]);
            }
        }

        return sum - dp[target] - dp[target];
    }

    //二维数组
    public int lastStoneWeightII(int[] stones) {
        int sum = 0;
        for (int stone : stones) {
            sum += stone;
        }
        int target = sum / 2;

        int[][] dp = new int[stones.length][target+1];
        for (int j = stones[0];j <= target;j++) {
            dp[0][j] = stones[0];
        }

        for (int i = 1; i < stones.length; i++) {
            for (int j = 1; j <= target; j++) {
                if (j >= stones[i]) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-stones[i]]+stones[i]);
                } else {
                    dp[i][j] = dp[i-1][j];
                }
            }
        }

        return sum - 2 * dp[stones.length-1][target];
    }
}
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Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
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