剪绳子

这篇文章介绍了一种算法,用于解决如何在给定绳子长度n的情况下,剪成m段,以求得乘积最大的组合。通过递归和优化策略,实现计算剪切后的最大乘积,适用于长度为2到60的绳子问题。

给你一根长度为n的绳子,请把绳子剪成整数长的m段(m、n都是整数,n>1并且m>1,m<=n),每段绳子的长度记为k[1],…,k[m]。请问k[1]x…xk[m]可能的最大乘积是多少?例如,当绳子的长度是8时,我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段,此时得到的最大乘积是18。
输入描述:

输入一个数n,意义见题面。(2 <= n <= 60)

private static int cutRope(int target) {
        int a = 0;
        int c = 0;
        int maxValue = 2;
       if (target == 2) {
           return 1;
       }
       if (target == 3) {
           return 2;
       }
       if (target % 3 == 0) {
            maxValue = (int)Math.pow(3, target / 3);
       } else{
            a = target - 2;
            c = a % 3;
       
            maxValue = maxValue * (int)Math.pow(3, a / 3);
            if (0 != c) {
                maxValue = maxValue * c;
            }
       }
       
        
        return maxValue;
    }
public class Solution {
    int [] result = new int[61];
    public int cutRope(int target) {
        result[1] = 1;
        result[2] = 2;
        result[3] = 3;
        if(target < 2){
            return 0;
        } else if(target == 2){
            return 1;
        } else if(target == 3){
            return 2;
        }
        return getRope(target);
    }
    public int getRope(int n){
        if(n == 1){
            return 1;
        }
        if(n == 2) {
            return 2;
        }
        int max = n - 1;
        for(int i = 1; i < n ; i++){
            int temp1 = result[i] == 0 ? getRope(i) : result[i];
            int temp2 = result[n-i] == 0 ? getRope(n-i) : result[n-i];
            if(temp1 * temp2 > max){
                max = temp1 * temp2;
            }
        }
        result[n] = max;
        return max;
    }
}
### 贪心算法实现 贪心算法的思路是尽可能多地出长度为3的绳子段,因为当绳子长度大于等于5时,出长度为3的段可以获得更大的乘积。当剩下的长度为4时,将其成两个2的段,这样可以获得更大的乘积[^2]。 ```cpp #include <iostream> #include <cmath> class Solution { public: int cutRope(int number) { if(number < 2) return 0; if(number == 2) return 1; if(number == 3) return 2; int countOf3 = number / 3; if (number - countOf3 * 3 == 1) { countOf3--; return static_cast<int>(pow(3, countOf3)) * 4; } if (number - countOf3 * 3 == 2) { return static_cast<int>(pow(3, countOf3)) * 2; } return static_cast<int>(pow(3, countOf3)); } }; int main() { Solution sol; std::cout << sol.cutRope(10) << std::endl; // 输出 36 return 0; } ``` ### 动态规划实现 动态规划的思路是将绳子长度从1到n的所有可能法都计算出来,并存储在数组中。对于每个长度i,遍历所有可能的法j(从1到i-1),并计算j*(i-j)和dp[j]*(i-j)的乘积,取最大值作为dp[i]的值[^1]。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> class Solution { public: int cutRope(int number) { if (number < 2) return 0; if (number == 2) return 1; if (number == 3) return 2; std::vector<int> dp(number + 1, 0); for (int i = 1; i <= number; ++i) { for (int j = 1; j < i; ++j) { dp[i] = std::max(dp[i], std::max(j * (i - j), j * dp[i - j])); } } return dp[number]; } }; int main() { Solution sol; std::cout << sol.cutRope(10) << std::endl; // 输出 36 return 0; } ``` ### 总结 - **贪心算法**:适用于较大的绳子长度,时间复杂度为O(1),但需要数学推导来证明最优解。 - **动态规划**:适用于较小的绳子长度,时间复杂度为O(n^2),但不需要数学推导。 两种方法都可以有效地解决绳子问题,选择哪种方法取决于具体的应用场景和对时间复杂度的要求。
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