题解-徒步旅行中的补给问题 | 豆包MarsCode AI刷题

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问题描述

小R正在计划一次从地点A到地点B的徒步旅行,总路程需要 N 天。为了在旅途中保持充足的能量,小R每天必须消耗1份食物。幸运的是,小R在路途中每天都会经过一个补给站,可以购买食物进行补充。然而,每个补给站的食物每份的价格可能不同,并且小R最多只能同时携带 K 份食物。

现在,小R希望在保证每天都有食物的前提下,以最小的花费完成这次徒步旅行。你能帮助小R计算出最低的花费是多少吗?


测试样例

样例1:

输入:n = 5 ,k = 2 ,data = [1, 2, 3, 3, 2]
输出:9

样例2:

输入:n = 6 ,k = 3 ,data = [4, 1, 5, 2, 1, 3]
输出:9

样例3:

输入:n = 4 ,k = 1 ,data = [3, 2, 4, 1]
输出:10

通过MarsCode AI进行解题思路分析

问题理解

小R需要在 N 天内完成徒步旅行,每天需要消耗1份食物。每天经过的补给站食物价格不同,且小R最多只能携带 K 份食物。目标是找到最小的花费。

数据结构选择

我们可以使用动态规划(Dynamic Programming)来解决这个问题。动态规划的核心思想是将问题分解为子问题,并存储子问题的解以避免重复计算。

算法步骤

  1. 定义状态

    • dp[i] 表示在第 i 天结束时,刚好用完食物的最小花费。
  2. 初始化

    • dp[0] 表示第一天结束时的最小花费,显然是 data[0],因为第一天必须购买食物。
  3. 状态转移

    • 对于第 i 天,我们可以选择在前 K 天中的某一天购买食物,然后计算从那一天到第 i 天的最小花费。

    • 具体来说,dp[i] 可以通过以下方式计算:

      • dp[i] = min(dp[j] + data[i]) 其中 j 是从 i-1 到 i-K 的天数。
  4. 结果

    • 最终结果是 dp[N-1],即第 N 天结束时的最小花费。

整理得出如下代码

public class Main {
    public static int solution(int n, int k, int[] data) {
        int length = data.length;
        int[] dp = new int[length];
        dp[0] = data[0];
        for(int i = 1;i < length;i++){
            dp[i] = dp[i-1] + data[i];
            for(int j = i - 1;j >= i-k+1 && j >= 0;j--){
                dp[i] = Math.min(dp[i],dp[i-1] + data[j]);
            }
        }
        return dp[length-1];
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(solution(5, 2, new int[]{1, 2, 3, 3, 2}) == 9);
        System.out.println(solution(6, 3, new int[]{4, 1, 5, 2, 1, 3}) == 9);
        System.out.println(solution(4, 1, new int[]{3, 2, 4, 1}) == 10);
    }
}

总结

通过动态规划,我们可以有效地计算出在每天都有食物的前提下,完成徒步旅行的最小花费。关键在于正确地定义状态和状态转移方程。