案例:动态规划刷题
假设学习者在解决动态规划问题中遇到困难:
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AI 首先推荐简单的 DP 问题(如斐波那契数列),帮助学习者理解 DP 的基本思想;
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随后逐步推荐中等难度问题(如背包问题、最长公共子序列),并引导解决;
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通过分析学习者的解题过程,识别常见错误(如状态转移公式出错)并提供即时反馈;
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提供可视化过程,直观展示每一步状态的变化,深化理解。
问题描述
小U在公司年会上有机会通过切割红包数组获得大奖金。切割规则要求将红包数组分成三部分,且第一部分和第三部分的红包总金额相等。需要计算小U可以获得的最大金额。
分析与优化解法
问题核心
我们需要找到两个切割点 和 (满足 ),将红包数组 redpacks 分成三部分:
• 第一部分:redpacks[0:i+1]
• 中间部分:redpacks[i+1:j+1]
• 第三部分:redpacks[j+1:]
使得:
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第一部分和第三部分的金额相等;
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该金额尽可能大。
优化方向
初始解法采用暴力双循环,枚举所有可能的 组合。这种方法的时间复杂度为 ,当数组很大时会变得非常耗时。优化可以基于前缀和数组以及哈希表来加速查找。
优化后的算法
通过前缀和和哈希表减少计算冗余,提升效率:
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前缀和:用于快速计算任意区间的和;
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哈希表:用于记录前缀和的位置,快速定位第三部分是否能匹配第一部分的金额。
实现步骤
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计算红包的前缀和数组 prefix_sums。
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遍历数组,找到每个可能的第一部分总金额,将其存入哈希表。
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对于每个可能的切割点 ,检查能否找到匹配的第一部分金额。
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更新最大金额。
算法复杂度
• 前缀和计算:
• 遍历数组并查找匹配:
• 总时间复杂度:
优化代码*
def solution(redpacks):
# 前缀和数组计算
prefix_sums = [0]
total = 0
for num in redpacks:
total += num
prefix_sums.append(total)
max_sum = 0
n = len(redpacks)
# 哈希表用于记录前缀和位置
seen_sums = {}
# 遍历切割点 j,检查可能的第一部分和第三部分金额
for j in range(n - 1, 0, -1):
# 第三部分的和
sum3 = prefix_sums[-1] - prefix_sums[j]
if sum3 in seen_sums:
# 若 sum3 在第一部分中也出现过,更新最大值
max_sum = max(max_sum, sum3)
# 将当前位置的前缀和加入哈希表(记录可能的第一部分)
sum1 = prefix_sums[j]
seen_sums[sum1] = j
return max_sum
测试用例
if __name__ == "__main__":
print(solution([1, 3, 4, 6, 7, 14]) == 14)
print(solution([10000]) == 0)
print(solution([10, 10, 10, 10]) == 20)
print(solution([5, 5, 10, 20, 10, 5, 5]) == 20)
print(solution([7, 7, 7, 21, 7, 7]) == 14)
AI 刷题的优势分析*
功能亮点*
- 高效解决问题
• AI 能快速识别问题核心,提供结构化解题思路。
• 借助前缀和和哈希表的优化,避免暴力枚举导致的性能瓶颈。
- 实践能力提升
• 通过多个测试样例验证代码,迅速迭代和优化解法。
刷题实践
- 强化思维
• 理解如何通过前缀和和哈希表将问题从 优化到 ,从而提升对算法复杂度的敏感度。
- 代码复用性
• 在类似问题中(例如数组区间和、两数和问题)可以复用这一优化思路。
- 个性化推荐
• 根据已有的算法基础和刷题偏好,AI 可以智能推荐相关题目(如动态规划、滑动窗口问题),进一步夯实基础。
总结
AI 刷题不仅能节约学习时间,还能通过分步引导和代码优化帮助学习者迅速掌握算法精髓,并提升实战能力。