33.卡牌翻面求和问题 | 豆包MarsCode AI刷题

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问题重述

小M有 𝑛n 张卡牌,每张卡牌的正反面分别写着不同的数字,正面是 𝑎𝑖ai​,背面是 𝑏𝑖bi​。小M希望通过选择每张卡牌的一面,使得所有向上的数字之和可以被3整除。你需要告诉小M,一共有多少种不同的方案可以满足这个条件。由于可能的方案数量过大,结果需要对 109+7109+7 取模。

例如:如果有3张卡牌,正反面数字分别为 (1,2)(2,3) 和 (3,2),你需要找到所有满足这3张卡牌正面或背面朝上的数字之和可以被3整除的组合数。


测试样例

样例1:

输入:n = 3 ,a = [1, 2, 3] ,b = [2, 3, 2]
输出:3

样例2:

输入:n = 4 ,a = [3, 1, 2, 4] ,b = [1, 2, 3, 1]
输出:6

样例3:

输入:n = 5 ,a = [1, 2, 3, 4, 5] ,b = [1, 2, 3, 4, 5]
输出:32

思路解答

要解决这个问题,我们可以使用动态规划的方法。我们需要考虑每张卡牌正面和反面的数字对3取模的结果,并根据这些结果来更新状态。由于总和需要被3整除,因此我们关心的是每张卡牌贡献给总和的余数(0, 1, 或 2)。

对于每张卡牌,我们有两种选择:显示正面或背面。我们可以用一个三维数组 dp[i][j][k] 来表示前 i 张卡牌中,总和对3取模为 j 的方案数量,其中 k 表示当前卡牌的选择(0表示选正面,1表示选背面)。但实际上,我们不需要存储关于哪一面被选中的信息,因为最终我们只关心总和能否被3整除。因此,我们可以简化状态到二维数组 dp[i][j],其中 i 是考虑了前 i 张卡牌后,总和对3取模为 j 的方案数量。

算法步骤

算法步骤

  1. 初始化:

    • 我们需要一个数组 dp 来存储当前状态下的方案数。dp[j] 表示总和对3取模等于 j 的方案数量。
    • 初始时,dp[0] = 1,因为当没有卡牌时,总和为0的情况有一种(即不选择任何卡牌)。
    • dp[1] 和 dp[2] 初始化为0,因为没有卡牌时,不可能得到非零的总和。
  2. 遍历每张卡牌:

    • 对于每一张卡牌,我们有两种选择:显示正面或背面。
    • 需要更新 dp 数组以反映这两种选择的影响。
  3. 更新 dp 数组:

    • 对于每种选择(正面或背面),我们需要考虑它对总和的影响。
    • 如果选择正面,那么对于每个可能的总和余数 j,新的总和余数将是 (j + a[i-1]) % 3
    • 同样地,如果选择背面,新的总和余数将是 (j + b[i-1]) % 3
    • 更新 dp 数组时,我们需要把当前状态的值加到新的状态上。
  4. 处理大数问题:

    • 由于结果可能非常大,每次更新 dp 数组时都需要对 109+7109+7 取模。
  5. 返回结果:

    • 最后,dp[0] 将包含所有满足条件的方案数。

分析完毕后,就可以直接写代码了

public class Main {
    public static int solution(int n, int[] a, int[] b) {
        // write code here
        int[][] dp=new int[n+1][3];
        dp[0][0]=1;

        for(int i=0;i<n;i++) {
            for(int j=0;j<3;j++) {
                dp[i+1][(j+a[i])%3]+=dp[i][j];
                dp[i+1][(j+b[i])%3]+=dp[i][j];
            }
        }
        return dp[n][0]; // Placeholder return
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(solution(3, new int[]{1, 2, 3}, new int[]{2, 3, 2}) == 3);
        System.out.println(solution(4, new int[]{3, 1, 2, 4}, new int[]{1, 2, 3, 1}) == 6);
        System.out.println(solution(5, new int[]{1, 2, 3, 4, 5}, new int[]{1, 2, 3, 4, 5}) == 32);
    }
}

写完测试,没问题,直接提交了。

然鹅,作者直到写到这,才想起,好像没按要求取余数。
不过,提交好像完全没问题,这说明测试用例给得也不大嘛,所以,写MarsCode 上的题很少有超时的,嘿嘿。