零 标题:算法(leetcode,附思维导图 + 全部解法)300题之(2312)卖木头块
一 题目描述
二 解法总览(思维导图)
三 全部解法
面试官:看你准备得差不多了,我们开始面试吧。
狂徒张三:okk~
面试官:题目看得差不多了的话,来说说你的想法、思路哈~
狂徒张三:因为题目中,含有 “最” 字眼,所以我觉得应该优先考虑使用 “动态规划” 。
面试官: 那你觉得使用动态规划的条件有哪些呢?
狂徒张三:我个人认为,应该需要具备2个条件:
1)最优子结构
2)无后效性
面试官: 很好,那你知道动态规划的本质和解题步骤分别是什么吗?
狂徒张三:
1)本质:一种以空间换时间的技术
2)解题步骤:分3步。状态定义: 每个状态的决策,存放每个状态的变量;状态转移方程: 当前状态与之前状态之间的转换关系;初始状态: 初始的状态或者边界条件等。
面试官:小伙子,可以呀。我看你也差不多热完身了,那你就用如上知识解下这道题吧~
旁白:过了5-10分钟,张三迟迟写不出代码。
面试官:(一脸凝重、困惑)难道你只背了相关概念,没进行过相关题目的编码吗?
狂徒张三:(张三面漏怯色)额。。。。
面试官:这样,你把木块想象成大西瓜,写起代码来也会嘎嘎的清凉和爽快哦~
那题目就变成了 —— 你有1个二维(长度为w、宽度为h)的大西瓜,你可以选择直接把它卖掉(若此时得有人正好买长度为w、宽度为h),不然的话此时的大西瓜只能获得0元
狂徒张三:对的,然后我们也可以选择不卖此时的大西瓜,进行横向、纵向的切瓜,把大西瓜不断切成不同的小西瓜,最后从这些切瓜方案中计算出当前大西瓜的能卖处的最大价钱。
面试官:是的,那你这边根据之前所说,写下 状态定义 和 状态转移方程吧~
狂徒张三:好的。
我理解的状态定义 —— dp[i][j],长度为i、宽度为j时,能得到的最多钱数。
状态转移方程 —— 横向切瓜时:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i - 1]。
纵向切瓜时:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j - 1]。
面试官:那状态的初始化呢?
狂徒张三:根据数组 prices ,进行初始化 —— 当 i、j 存在于 prices 里的0、1下标位置上时,dp[i][j] = prices[对应的元素下标][2]。
面试官:很好,既然思路已经理清了,那就开始你的表演,啊不、开始你的代码编写吧~
旁边:张三瞬间如同任督二脉被打通,三下五除二,不到10分钟便把代码敲打了出来~
1 方案1
1)代码:
// 方案1 “动态规划法 - 普通版”。
// “技巧:题干中含有 最 字眼,优先考虑动态规划(本质:以空间换时间的技术)。”
// 参考:
// 1)https://leetcode.cn/problems/selling-pieces-of-wood/solution/mai-mu-tou-kuai-by-leetcode-solution-gflg/
// 2)https://leetcode.cn/problems/selling-pieces-of-wood/solution/by-endlesscheng-mrmd/
// 想法(这里把木块想象成大西瓜,写起代码来也会嘎嘎的清凉和爽快哦~):
// 1)状态定义:dp[i][j],长度为i、宽度为j时,能得到的最多钱数。
// 2)状态转移:
// 2.1)横向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i - 1]。
// 2.2)纵向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j - 1]。
// 思路:
// 1.1)状态初始化:l = prices.length;
// dp = new Array(m + 1).fill(1).map(v => new Array(n + 1).fill(0));
// 思考:二维的每个元素为啥都先 默认填充0 ?
// 1.2)状态初始化:遍历 数组 prices ,进一步初始化 数组 dp 。
// 2)核心:状态转移。
// 2.1)横向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i - 1]。
// 2.2)纵向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j - 1]。
// 3)返回结果 dp[m][n] 。
var sellingWood = function(m, n, prices) {
// 1.1)状态初始化:l = prices.length;
// dp = new Array(m + 1).fill(1).map(v => new Array(n + 1).fill(0));
// 思考:二维的每个元素为啥都先 默认填充0 ?
const l = prices.length;
let dp = new Array(m + 1).fill(1).map(v => new Array(n + 1).fill(0));
// 1.2)状态初始化:遍历 数组 prices ,进一步初始化 数组 dp 。
for (let i = 0; i < l; i++) {
const [width, height, price] = prices[i];
dp[width][height] = price;
}
// 2)核心:状态转移。
for (let i = 1; i <= m; i++) {
for (let j = 1; j <= n; j++) {
// 2.1)横向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i - 1]。
for (let k = 1; k < i; k++) {
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]);
}
// 2.2)纵向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j - 1]。
for (let k = 1; k < j; k++) {
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]);
}
}
}
// 3)返回结果 dp[m][n] 。
return dp[m][n];
};
2 方案2
面试官:Good。代码结构很有层次感,注释也放在了很合适的位置~
狂徒张三:毕竟这个“二维的大西瓜”是保熟的,我敢保证这里的算法一定是最优的,能够保证我们的大西瓜卖出最高的价钱。
面试官:你确定你这个“大西瓜切割算法”保熟吗?我看不一定吧?
狂徒张三:我是1个正经的算法人,还能给你写法“生瓜算法”不成?
面试官:我问你,这“大西瓜切割算法”保熟吗?
狂徒张三:你就说我这次面试能不能过吧~
面试官:
狂徒张三:那我在看看、想想优化点吧
旁白:只见张三在纸上齐飕飕的写起了代码运行过程。
...
dp[5][5] = max(dp[5][5], dp[1][5] + dp[4][5], dp[2][5] + dp[3][5], dp[3][5] + dp[2][5], dp[2][5] + dp[1][5])
...
狂徒张三:看起来确实有优化点 —— 存在大量的冗余计算,我们下标k只需枚举到一半的位置即可 —— 即 k的范围为 [1, i / 2(向下取整)] 。
1)代码:
// 方案2 “动态规划法 - 优化版”。
// “技巧:题干中含有 最 字眼,优先考虑动态规划(本质:以空间换时间的技术)。”
// 参考:
// 1)https://leetcode.cn/problems/selling-pieces-of-wood/solution/mai-mu-tou-kuai-by-leetcode-solution-gflg/
// 2)https://leetcode.cn/problems/selling-pieces-of-wood/solution/by-endlesscheng-mrmd/
// 想法(这里把木块想象成大西瓜,写起代码来也会嘎嘎的清凉和爽快哦~):
// 1)状态定义:dp[i][j],长度为i、宽度为j时,能得到的最多钱数。
// 2)状态转移:
// 2.1)横向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i - 1]。
// 2.2)纵向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j - 1]。
// 思路:
// 1.1)状态初始化:l = prices.length;
// dp = new Array(m + 1).fill(1).map(v => new Array(n + 1).fill(0));
// 思考:二维的每个元素为啥都先 默认填充0 ?
// 1.2)状态初始化:遍历 数组 prices ,进一步初始化 数组 dp 。
// 2)核心:状态转移(有优化,存在对称性,k枚举到i、j的1半的位置即可)。
// 2.1)横向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i / 2(向下取整)]。
// 2.2)纵向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j / 2(向下取整)]。
// 3)返回结果 dp[m][n] 。
var sellingWood = function(m, n, prices) {
// 1.1)状态初始化:l = prices.length;
// dp = new Array(m + 1).fill(1).map(v => new Array(n + 1).fill(0));
// 思考:二维的每个元素为啥都先 默认填充0 ?
const l = prices.length;
let dp = new Array(m + 1).fill(1).map(v => new Array(n + 1).fill(0));
// 1.2)状态初始化:遍历 数组 prices ,进一步初始化 数组 dp 。
for (let i = 0; i < l; i++) {
const [width, height, price] = prices[i];
dp[width][height] = price;
}
// 2)核心:状态转移。
for (let i = 1; i <= m; i++) {
for (let j = 1; j <= n; j++) {
// 2.1)横向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]),k的范围为 [1, i / 2(向下取整)]。
for (let k = 1; k <= Math.floor(i / 2); k++) {
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[k][j] + dp[i - k][j]);
}
// 2.2)纵向切:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]),k的范围为 [1, j / 2(向下取整)]。
for (let k = 1; k <= Math.floor(j / 2); k++) {
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[i][j - k]);
}
}
}
// 3)返回结果 dp[m][n] 。
return dp[m][n];
};
旁白:张三写完了如上代码,急忙问面试官。
狂徒张三:通过面试了吧?
面试官:
狂徒张三:
又1个offer,然后马上就要出任 CEO 了,我晚上应该是去吃 沙县小吃 呢? 还是 兰州拉面 呢?哎,选择太多也是一种烦恼!
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