猜数字大小(动态规划)

这是一篇关于LeetCode每日一题(2021.11.12)的文章,讨论如何使用动态规划策略确保在猜数字游戏中获胜。通过分析游戏规则,找出在1到n之间猜数字的最小成本策略,保证无论对手选择哪个数字都能赢得游戏。

LeetCode每日一题(2021.11.12)【MID】

我们正在玩一个猜数游戏,游戏规则如下:
我从 1 到 n 之间选择一个数字。你来猜我选了哪个数字。
如果你猜到正确的数字,就会 赢得游戏 。
如果你猜错了,那么我会告诉你,我选的数字比你的 更大或者更小 ,并且你需要继续猜数。每当你猜了数字 x 并且猜错了的时候,你需要支付金额为 x 的现金。如果你花光了钱,就会 输掉游戏 。

给你一个特定的数字 n ,返回能够 确保你获胜最小现金数,不管我选择那个数字 。

示例 1:
输入:n = 10
输出:16
解释:制胜策略如下:

  • 数字范围是 [1,10] 。假设先猜测数字为 7
    • 如果这是我选中的数字,你的总费用为 0 。否则,你需要支付7 。
    • 如果我的数字更大,则下一步需要猜测的数字范围是 [8,10]
    • 假设你又猜测数字为 9
      • 如果这是我选中的数字,你的总费用为 7 。否则,你需要支付 7+9 。
      • 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 10 。
        这时你只需要猜测数字为 10 并赢得游戏,总费用为7 +9 = 16 。
      • 如果我的数字更小,那么这个数字一定是 8 。
        这时你只需要猜测数字为 8 并赢得游戏,总费用为7 +9 = 16 。
    • 如果我的数字更小,则下一步需要猜测的数字范围是 [1,6] 。你可以猜测数字为 3
      • 如果这是我选中的数字,你的总费用为7 。否则,你需要支付7+3 。
      • 如果我的数字更大,则下一步需要猜测的数字范围是 [4,6]
      • 假设你猜测数字为 5
        • 如果这是我选中的数字,你的总费用为7 + 3 =10 。否则,你需要支付 7+3+5 。
        • 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 6 。
        • 这时你只需要猜测数字为 6 并赢得游戏,总费用为7 + 3+ 5 = 15。
        • 如果我的数字更小,那么这个数字一定是 4 。
        • 这时你只需要猜测数字为 4 并赢得游戏,总费用为7 + 3+ 5 = 15。
      • 如果我的数字更小,则下一步需要猜测的数字范围是 [1,2] 。
      • 假设你猜测数字为 1 。
        • 如果这是我选中的数字,你的总费用为 7 + 3 = 10 。否则,你需要支付 7 + 3 + 1
        • 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 2 。
          这时你只需要猜测数字为 2 并赢得游戏,总费用为7 + 3+ 1 = 11。

因此,在最糟糕的情况下,你需要支付 16 。故你只需要 16 就可以确保自己一定可以赢得游戏。

示例 2:
输入:n = 1
输出:0
解释:只有一个可能的数字,所以你可以直接猜 1 并赢得游戏,无需支付任何费用。

示例 3:
输入:n = 2
输出:1
解释:有两个可能的数字 1 和 2 。

  • 你可以先猜 1 。
    • 如果这是我选中的数字,你的总费用为 0 。否则,你需要支付 1 。
    • 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 2 。你猜测数字为 2 并赢
在Java中实现猜数字大小游戏,可以参考以下思路与代码示例。 ### 实现思路 实现猜数字大小游戏,系统会随机生成一个1 - 100之间数字家输入测的数字,程序根据家输入给出相应提示,直到对为止。 ### 代码示例 ```java import java.util.Random; import java.util.Scanner; public class GuessNumberGame { public static void main(String[] args) { // 生成1 - 100之间的随机 Random random = new Random(); int numberToGuess = random.nextInt(100) + 1; Scanner scanner = new Scanner(System.in); int guess; int attempts = 0; do { System.out.print("请输入你测的数字 (1 - 100): "); guess = scanner.nextInt(); attempts++; if (guess < numberToGuess) { System.out.println("数字太小了,再试一次!"); } else if (guess > numberToGuess) { System.out.println("数字太大了,再试一次!"); } else { System.out.println("恭喜你,对了!你总共用了 " + attempts + " 次尝试。"); } } while (guess != numberToGuess); } } ``` ### 代码解释 1. **随机生成**:使用`Random`类生成一个1 - 100之间的随机整作为谜底数字。 2. **用户输入**:使用`Scanner`类从控制台读取用户输入的数字。 3. **测判断**:通过比较用户输入的数字和谜底数字,给出相应提示(大、小或对)。 4. **循环控制**:使用`do - while`循环,直到用户数字,循环结束。 此外,在LeetCode第374题中也涉及猜数字大小的问题,它提供了一个预先定义好的接口`int guess(int num)`来获取测结果,返回值有-11或0三种情况,分别代表谜底数字数字小、大或相等 [^3]。
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