LeetCode 312. 戳气球(Burst Balloons)

解决一个经典的动态规划问题——气球戳破问题,通过计算不同戳破顺序来获取最大硬币数。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题目描述:

有 n 个气球,编号为0 到 n-1,每个气球上都标有一个数字,这些数字存在数组 nums 中。

现在要求你戳破所有的气球。每当你戳破一个气球 i 时,你可以获得 nums[left] * nums[i] * nums[right] 个硬币。 这里的 left 和 right 代表和 i 相邻的两个气球的序号。注意当你戳破了气球 i 后,气球 left 和气球 right 就变成了相邻的气球。

求所能获得硬币的最大数量。

说明:

  • 你可以假设 nums[-1] = nums[n] = 1,但注意它们不是真实存在的所以并不能被戳破。
  • 0 ≤ n ≤ 500, 0 ≤ nums[i] ≤ 100

示例:

输入: [3,1,5,8]
输出: 167 
解释: nums = [3,1,5,8] --> [3,5,8] -->   [3,8]   -->  [8]  --> []
     coins =  3*1*5      +  3*5*8    +  1*3*8      + 1*8*1   = 167


思路:
这道题还是比较有难度的,最开始自己用递归做,跑到17个测试用例显示超时了。参考了其他人的方法才明白怎么做,用动态规范做这道题。
设:dp[i][j]为戳爆i~j之间的气球所能获得硬币的最大数量(不包括下标为i、下标为j的气球)
假设i<m<j
有: dp[i][j]=Math.max(dp[i][j],dp[i][m]+dp[m][j]+nums[left]*nums[m]*nums[right]);


戳破i~j之间的气球可以看做先戳破i~m之间的气球和m~j之间的气球,最后戳破m。应该遍历m的所有位置,找到最大值。


JavaScript:
/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number}
 */
var maxCoins = function(nums) {
    var maxNum=0;
    var temp=[];
    var dp=[];
    temp[0]=1;
    for(var i=0;i<nums.length;i++)
    {
        temp[i+1]=nums[i];
    }
    temp[nums.length+1]=1;
    //console.log(temp);
    //dp 初始化
    var len=temp.length;
    for(var i=0;i<len;i++)
    {
        dp[i]=[];
        for(var j=0;j<len;j++)
        {
            dp[i].push(0);
        }
    }
    //dp计算 space为间隔

    for(var space=1;space<len;space++)
    {
        for(var i=0;i+space<len;i++)
        {
            for(var j=i+1;j<i+space;j++)
            {
                dp[i][i+space]=Math.max(dp[i][i+space],dp[i][j]+dp[j][i+space]+temp[j]*temp[i]*temp[i+space]);

            }
        }
    }
   return dp[0][len-1];
};

气球问题,也称为气球破问题(Burst Balloons),是一道经典的动态规划问题。 题目描述: 给定一个数组nums,其中nums[i]表示第i个气球的价值。你可以气球i(i从0到n-1),获得nums[left] * nums[i] * nums[right]的价值,其中left和right分别是气球i左侧和右侧的气球的编号。当i被破后,left和right就变成相邻的气球。在破所有气球之前,你可以任意次地气球。 求最大的价值。 例如,给定数组[3,1,5,8],可能的破顺序为1, 3, 0, 2(即先破1号气球,再破3号气球,然后破0号气球,最后破2号气球),最大的价值为167。 解题思路: 采用动态规划的思路,设dp[i][j]表示破区间[i,j]内的所有气球能得到的最大价值。假设最后破的气球是k,则区间[i,j]可以分为三个部分:[i,k-1]、k、[k+1,j]。则dp[i][j]的状态转移方程为: dp[i][j] = max(dp[i][k-1] + nums[i-1]*nums[k]*nums[j+1] + dp[k+1][j]), i<=k<=j 其中,nums[i-1]和nums[j+1]表示气球i-1和气球j+1能得到的价值,因为在区间[i,j]外的气球已经被破了。 时间复杂度:O(n^3) 参考代码: class Solution { public: int maxCoins(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); nums.insert(nums.begin(), 1); nums.insert(nums.end(), 1); vector<vector<int>> dp(n+2, vector<int>(n+2, 0)); for(int len=1; len<=n; len++) { for(int i=1; i<=n-len+1; i++) { int j = i+len-1; for(int k=i; k<=j; k++) { dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k-1] + nums[i-1]*nums[k]*nums[j+1] + dp[k+1][j]); } } } return dp[1][n]; } };
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