石子游戏

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一、题目

LeetCode 石子游戏

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 正 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 是 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 或 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 是 偶数
1 <= piles[i] <= 500
sum(piles[i]) 是 奇数

二、题解

玩家每次只能从数组的两边元素中选择一个,可以认为玩家会选择最优的一个即玩家会选择元素值最大的一个,元素值就代表石子数量,石子较多的玩家为胜利,要判断哪个玩家能获得胜利。Alice可以先开始选择,给定的石子数组不会造成平局的,那么最终总会有一个玩家胜利,而玩家总会选择最优的一个方法,依因此Alice其实总会胜利的。

方法一

Alice先开始选择,那么Alice会选择两边石子中数量较大的,那么对于剩余的石子Bob也会选择两边石子中数量较大的。那么之后的数组元素都是连续的,当只有一堆石子的时候就只能选择这堆了。对此可以使用动态规划,先定义大小与原数组长度相同的二维数组dp,然后用dp[i][j]表示子数组piles[i]...piles[j]中先手与后手两个玩家的石子数量差。初始的当dp[i][j]i = j时,只能选择当前的石子,所以dp[i][i] = piles[i];当i > j时,不存在这种数组;当i < j时,玩家可以选择从piles[i]或者piles[j]中获取石子,如果从piles[i]中获取石子,那么玩家石子的数量差为piles[i] − dp[i + 1][j],如果从piles[j]中获取石子,那么玩家石子的数量差为piles[j] − dp[i][j − 1],而要获取最大的石子数量,所以就取较大的一个。最后如果判断整个数组的差值即dp[0][len - 1]如果大于0说明先手的石子数量多,Alice胜利;如果小于0就是后手的石子数量多,Bob胜利。

三、代码

方法一 Java代码

class Solution {
    public boolean stoneGame(int[] piles) {
        int len = piles.length;
        int[][] dp = new int[len][len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            dp[i][i] = piles[i];
        }
        for (int i = len - 2; i >= 0; i--) {
            for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                dp[i][j] = Math.max(piles[i] - dp[i + 1][j], piles[j] - dp[i][j - 1]);
            }
        }
        return dp[0][len - 1] > 0;
    }
}

时间复杂度:O(n2),需要遍历数组,计算每一个子数组。

空间复杂度:O(n2),需要使用两个同等大小的数组。