38. 补给站最优花费问题|豆包MarsCode AI 刷题

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问题描述

小U计划进行一场从地点A到地点B的徒步旅行,旅行总共需要 M 天。为了在旅途中确保安全,小U每天都需要消耗一份食物。在路程中,小U会经过一些补给站,这些补给站分布在不同的天数上,且每个补给站的食物价格各不相同。

小U需要在这些补给站中购买食物,以确保每天都有足够的食物。现在她想知道,如何规划在不同补给站的购买策略,以使她能够花费最少的钱顺利完成这次旅行。

  • M:总路程所需的天数。
  • N:路上补给站的数量。
  • p:每个补给站的描述,包含两个数字 A 和 B,表示第 A 天有一个补给站,并且该站每份食物的价格为 B 元。

保证第0天一定有一个补给站,并且补给站是按顺序出现的。


测试样例

样例1:

输入:m = 5 ,n = 4 ,p = [[0, 2], [1, 3], [2, 1], [3, 2]]
输出:7

样例2:

输入:m = 6 ,n = 5 ,p = [[0, 1], [1, 5], [2, 2], [3, 4], [5, 1]]
输出:6

样例3:

输入:m = 4 ,n = 3 ,p = [[0, 3], [2, 2], [3, 1]]
输出:9

解题思路

  1. 问题理解

    • 小U需要在 M 天内完成旅行,每天需要一份食物。
    • 路上有 N 个补给站,每个补给站提供食物的价格不同。
    • 目标是找到一种购买策略,使得总花费最小。
  2. 数据结构选择

    • 使用一个数组 minCost 来记录从第 i 天到第 M 天的最小花费。
    • minCost[i] 表示从第 i 天到第 M 天的最小花费。
  3. 算法步骤

    • 初始化 minCost 数组,minCost[M] 为 0,表示第 M 天不需要任何花费。
    • 从第 M-1 天开始向前遍历,对于每一天 i,计算从这一天到第 M 天的最小花费。
    • 对于每一天 i,遍历所有补给站,找到在第 i 天及之后的补给站中,价格最小的补给站,并计算从这一天到第 M 天的最小花费。
    • 最终 minCost[0] 即为从第 0 天到第 M 天的最小花费。

Java代码实现

public class Main {
    public static int solution(int m, int n, int[][] p) {
        // minCost[i] 表示从第 i 天到第 M 天的最小花费
        int[] minCost = new int[m + 1];
        
        // 初始化 minCost 数组
        for (int i = 0; i <= m; i++) {
            minCost[i] = Integer.MAX_VALUE;
        }
        minCost[m] = 0; // 第 M 天不需要任何花费

        // 从第 M-1 天开始向前遍历
        for (int i = m - 1; i >= 0; i--) {
            // 遍历所有补给站
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (p[j][0] >= i) { // 补给站在第 i 天及之后
                    minCost[i] = Math.min(minCost[i], p[j][1] + minCost[p[j][0] + 1]);
                }
            }
        }

        return minCost[0];
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 测试样例
        System.out.println(solution(5, 4, new int[][]{{0, 2}, {1, 3}, {2, 1}, {3, 2}}) == 7);
        System.out.println(solution(6, 5, new int[][]{{0, 1}, {1, 5}, {2, 2}, {3, 4}, {5, 1}}) == 6);
        System.out.println(solution(4, 3, new int[][]{{0, 3}, {2, 2}, {3, 1}}) == 9);
    }
}

代码解释

  1. 初始化 minCost 数组

    • minCost[i] 初始值为 Integer.MAX_VALUE,表示从第 i 天到第 M 天的最小花费初始为无穷大。
    • minCost[m] 初始为 0,表示第 M 天不需要任何花费。
  2. 从第 M-1 天开始向前遍历

    • 对于每一天 i,遍历所有补给站,找到在第 i 天及之后的补给站中,价格最小的补给站。
    • 更新 minCost[i] 为当前补给站价格加上从补给站的下一天到第 M 天的最小花费。
  3. 返回结果

    • minCost[0] 即为从第 0 天到第 M 天的最小花费。