【算法43天:Day43】第九章动态规划 最后一块石头的重量II(1049)

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题目一:

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思路

如果对背包问题不都熟悉先看这两篇:

本题其实就是尽量让石头分成重量相同的两堆,相撞之后剩下的石头最小,这样就化解成01背包问题了

是不是感觉和昨天讲解的416. 分割等和子集 (opens new window)非常像了。

本题物品的重量为stones[i],物品的价值也为stones[i]。

对应着01背包里的物品重量weight[i]和 物品价值value[i]。

接下来进行动规五步曲:

  1. 确定dp数组以及下标的含义

dp[j]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dp[j]这么重的石头

  1. 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]);

本题则是:dp[j] = max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]);

一些同学可能看到这dp[j - stones[i]] + stones[i]中 又有- stones[i] 又有+stones[i],看着有点晕乎。

还是要牢记dp[j]的含义,要知道dp[j - stones[i]]为 容量为j - stones[i]的背包最大所背重量。

  1. dp数组如何初始化

接下来就是如何初始化dp[j]呢,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。

代码为:

let sum = stones.reduce((pre, cur) => pre + cur)
let target = Math.floor(sum / 2)
let dp = new Array(target + 1).fill(0)
  1. 确定遍历顺序

动态规划:关于01背包问题,你该了解这些!(滚动数组) (opens new window)中就已经说明:如果使用一维dp数组,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!

代码如下:

for (let i = 0; i < stones.length; i++) {
    for (let j = target; j >= stones[i]; j--) {
        dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i])
    }
}
  1. 举例推导dp数组

举例,输入:[2,4,1,1],此时target = (2 + 4 + 1 + 1)/2 = 4 ,dp数组状态图如下:

1049.最后一块石头的重量II

最后dp[target]里是容量为target的背包所能背的最大重量。

那么分成两堆石头,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]。

以上分析完毕,JS代码如下:

var lastStoneWeightII = function(stones) {
    let sum = stones.reduce((pre, cur) => pre + cur)
    let target = Math.floor(sum / 2)
    let dp = new Array(target + 1).fill(0)
    for (let i = 0; i < stones.length; i++) {
        for (let j = target; j >= stones[i]; j--) {
            dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i])
        }
    }
    return sum - dp[target] - dp[target]
};
  • 时间复杂度:O(m × n) , m是石头总重量(准确的说是总重量的一半),n为石头块数
  • 空间复杂度:O(m)

#总结

本题其实和416. 分割等和子集 (opens new window)几乎是一样的,只是最后对dp[target]的处理方式不同。

416. 分割等和子集 (opens new window)相当于是求背包是否正好装满,而本题是求背包最多能装多少。