LeetCode探索(35):877-石子游戏

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题目

Alice 和 Bob 用几堆石子在做游戏。一共有偶数堆石子,排成一行;每堆都有 整数颗石子,数目为 piles[i]

游戏以谁手中的石子最多来决出胜负。石子的 总数奇数 ,所以没有平局。

Alice 和 Bob 轮流进行,Alice 先开始 。 每回合,玩家从行的 开始结束 处取走整堆石头。 这种情况一直持续到没有更多的石子堆为止,此时手中 石子最多 的玩家 获胜

假设 Alice 和 Bob 都发挥出最佳水平,当 Alice 赢得比赛时返回 true ,当 Bob 赢得比赛时返回 false

示例 1:

输入:piles = [5,3,4,5]
输出:true
解释:
Alice 先开始,只能拿前 5 颗或后 5 颗石子 。
假设他取了前 5 颗,这一行就变成了 [3,4,5] 。
如果 Bob 拿走前 3 颗,那么剩下的是 [4,5],Alice 拿走后 5 颗赢得 10 分。
如果 Bob 拿走后 5 颗,那么剩下的是 [3,4],Alice 拿走后 4 颗赢得 9 分。
这表明,取前 5 颗石子对 Alice 来说是一个胜利的举动,所以返回 true 。

示例 2:

输入:piles = [3,7,2,3]
输出:true

提示:

  • 2 <= piles.length <= 500
  • piles.length偶数
  • 1 <= piles[i] <= 500
  • sum(piles[i])奇数

思考

这是一道有意思的题目,难度中等。

首先是读懂题意。题目有点长,可以读取到的关键信息是,一共有偶数堆石子、排成一行、Alice先手、没有平局,以及每回合玩家从行的开始或结束处取走整堆石头。

我们可以使用动态规划的方法去解决这个问题。定义二维数组 dp,其行数和列数都等于石子的堆数,dp[i][j] 表示在下标范围 [i, j]中,当前玩家与另一个玩家的石子数量之差的最大值。

当 i = j 时,只剩下一堆石子,当前玩家只能取走这堆石子,因此 dp[i][i] = piles[i]

当 i < j 时,当前玩家可以选择取走 piles[i]piles[j],当前玩家会选择最优的方案,使得自己的石子数量最大化。因此状态转移方程为:

dp[i][j] = max(piles[i] − dp[i+1][j], piles[j] − dp[i][j−1])

最后判断 dp[0][piles.length − 1] 的值,如果大于 0,则 Alice 的石子数量大于 Bob 的石子数量,因此 Alice 赢得比赛,否则 Bob 赢得比赛。

解答

方法一:动态规划

/**
 * @param {number[]} piles
 * @return {boolean}
 */
var stoneGame = function(piles) {
  const length = piles.length
  const dp = new Array(length).fill(0).map(() => new Array(length).fill(0))
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    dp[i][i] = piles[i]
  }
  for (let i = length - 2; i >= 0; i--) {
    for (let j = i + 1; j < length; j++) {
      dp[i][j] = Math.max(piles[i] - dp[i + 1][j], piles[j] - dp[i][j - 1])
    }
  }
  return dp[0][length - 1] > 0
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n^2),其中 n 是数组的长度。
  • 空间复杂度:O(n^2)。

方法二:数学

我们可以换一种思路,先手取第一堆石子(奇数),那么后手会取到偶数堆的石子,接着先手继续取出奇数堆,那么后手仍然取到偶数堆的石子... 反过来,先手每次取的是偶数堆的石子,那么后手取的都是奇数堆的。因此,我们可以比较所有奇数和偶数的石子之和,先手取其中较大的,我们可以发现先手必胜!这是有意思的解法!🚀

var stoneGame = function(piles) {
  return true
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(1)。
  • 空间复杂度:O(1)。

参考