问题描述:
(难)小R不再追求甜点中最高的喜爱值,今天他想要的是甜点喜爱值之和正好匹配他的预期值 S。为了达到这个目标,他可以使用魔法棒来改变甜点的喜爱值,使其变为原来喜爱值的阶乘。每个甜点只能使用一次魔法棒,也可以完全不用。
下午茶小哥今天带来了 N 个甜点,每个甜点都有一个固定的喜爱值。小R有 M 个魔法棒,他可以选择任意甜点使用,但每个甜点只能使用一次魔法棒。他的目标是通过选择一些甜点,可能使用魔法棒,使得这些甜点的喜爱值之和恰好为 S。
请计算小R有多少种不同的方案满足他的要求。如果两种方案中,选择的甜点不同,或者使用魔法棒的甜点不同,则视为不同的方案。
思路解析:
- 目标:计算有多少种不同的方案可以选择一些甜点(可能使用魔法棒改变其喜爱值),使得这些甜点的喜爱值之和恰好等于给定的值S。
- 限制:每个甜点只能使用一次魔法棒,也可以完全不用。使用魔法棒后,甜点的喜爱值会变为原来喜爱值的阶乘。
解题步骤:
-
初始化魔法棒阶乘数组:
定义一个数组
magic,其中magic[i]表示i!的值。 通过循环计算每个整数的阶乘并存储在magic数组中。 -
初始化动态规划数组:
使用一个字典
f来存储动态规划状态,其中f[(a, b)]表示使用了a个魔法棒且当前喜爱值之和为b的方案数量。 初始状态f[(0, 0)] = 1,表示没有使用任何魔法棒且喜爱值之和为0时只有一种方案(即不选择任何甜点)。 -
遍历甜点并更新状态:
对于每一个甜点
like[i-1],我们需要考虑两种情况:使用魔法棒,直接加上这个甜点的喜爱值。
使用魔法棒,将这个甜点的喜爱值变为它的阶乘。
复制当前状态
f到临时状态g,以避免在更新状态时的覆盖问题。遍历
g中的每一个状态(a, b),分别计算不使用魔法棒和使用魔法棒后的新状态,并更新到f中。 -
统计结果:
遍历
f中所有使用了0到m个魔法棒且喜爱值之和为s的状态,累加这些状态的方案数量。
代码示例:
def pre():
for i in range(1,100):
magic[i] = magic[i-1] *i
def solution(n, m, s, like):
pre()
f = defaultdict(int) #
f[(0,0)] = 1 #初始状态
for i in range (1,1+n):
g = f.copy() #备份当前状态
for (a, b), v in g.items():
if b + like[i - 1] <= s: # 加入"喜欢"的数量
f[(a, b + like[i - 1])] += v
if a + 1 <= m and b + magic[like[i - 1]] <= s: # 加入"喜欢的阶乘"
f[(a + 1, b + magic[like[i - 1]])] += v
sum_ = 0
for i in range(m + 1):
sum_ += f[(i, s)] # 累加满足条件的结果
return sum_
个人思考:
max_val的选择:在precompute_factorials函数中,max_val应该足够大,以覆盖所有可能的喜爱值。在上面的代码中,我简单地使用了max(like),但根据题目的实际情况,可能需要一个更大的值。
性能考虑:如果甜点的数量n、魔法棒的数量m或期望的喜爱值之和s非常大,动态规划的状态空间可能会非常大,导致内存不足或计算时间过长。在这种情况下,可能需要考虑优化算法或使用其他方法。
代码健壮性:在实际应用中,应该添加一些错误检查和异常处理来确保代码的健壮性。例如,检查输入参数的有效性、处理可能的除零错误等。