C++ 中合併石頭的最小成本


假設我們有一排 N 堆石頭。這裡第 i 堆有 stones[i] 個石頭。一次移動包括將 K 個連續的堆合併成一堆,現在這次移動的成本等於這 K 個堆中石頭的總數。我們必須找到將所有石堆合併成一堆的最小成本。如果沒有這樣的解決方案,則返回 -1。

因此,如果輸入類似於 [3,2,4,1] 且 K = 2,則輸出將為 20,這是因為,我們將從 [3, 2, 4, 1] 開始。然後我們將 [3, 2] 合併,成本為 5,我們剩下 [5, 4, 1]。之後我們合併 [4, 1],成本為 5,我們剩下 [5, 5]。然後我們將 [5, 5] 合併,成本為 10,我們剩下 [10]。所以,總成本為 20,這是最小的。

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • n := stones 的大小

  • 如果 (n - 1) mod (k - 1) 不等於 0,則:

    • 返回 -1

  • 定義一個大小為 n + 1 的陣列 prefix

  • 初始化 i := 1,當 i <= n 時,更新(i 增加 1),執行:

    • prefix[i] := prefix[i - 1] + stones[i - 1]

  • 定義一個大小為 n x n 的二維陣列 dp

  • 初始化 length := k,當 length <= n 時,更新(length 增加 1),執行:

    • 初始化 i := 0,j := length - 1,當 j < n 時,更新(i 增加 1),(j 增加 1),執行:

    • dp[i, j] := inf

    • 初始化 mid := i,當 mid < j 時,更新 mid := mid + k - 1,執行:

      • dp[i, j] := dp[i, j] 和 dp[i, mid] + dp[mid + 1, j] 的最小值

    • 如果 (j - i) mod (k - 1) 與 0 相同,則:

      • dp[i, j] := dp[i, j] + prefix[j + 1] - prefix[i]

  • 返回 dp[0, n - 1]

讓我們看看以下實現以更好地理解:

示例

 即時演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Solution {
   public:
   int mergeStones(vector<int>& stones, int k){
      int n = stones.size();
      if ((n - 1) % (k - 1) != 0)
      return -1;
      vector<int> prefix(n + 1);
      for (int i = 1; i <= n; i++) {
         prefix[i] = prefix[i - 1] + stones[i - 1];
      }  
      vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(n));
      for (int length = k; length <= n; length++) {
         for (int i = 0, j = length - 1; j < n; i++, j++) {
            dp[i][j] = INT_MAX;
            for (int mid = i; mid < j; mid += k - 1) {
               dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i][mid] + dp[mid +
               1][j]);
            }
            if ((j - i) % (k - 1) == 0) {
               dp[i][j] += prefix[j + 1] - prefix[i];
            }
         }
      }
      return dp[0][n - 1];
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<int> v = {3,2,4,1};
   cout << (ob.mergeStones(v, 2));
}

輸入

{3,2,4,1}, 2

輸出

20

更新於: 2020-06-04

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