坏了的计算器之逆向思维的贪心问题

在显示着数字的坏计算器上,我们可以执行以下两种操作:
双倍(Double):将显示屏上的数字乘 2;
递减(Decrement):将显示屏上的数字减 1 。
最初,计算器显示数字 X。
返回显示数字 Y 所需的最小操作数。

例如:
输入:X = 2, Y = 3
输出:2
解释:先进行双倍运算,然后再进行递减运算 {2 -> 4 -> 3}.

思路
(首先,你一定要记住X到Y,这能用2增加和-1减少,这便要求最后一次2后,一定要X>=Y)

  1. X>Y时,那就很简单了,直接返回X-Y
  2. Y>X时,例X=m+n(n<m),Y=2m时,如何产生最小次数
    方式1:
    先减n次1,在2 共用1+n次
    方式2:
    2,变2m+2n,再减2n,共用1+2n次
    所以每一步方式1,先-1,后*2最少
    但问题来了,如果用方式一,必须要预先知道所有的最后*2后结果的1/2 1/4 1/8 …,逻辑复杂,所以考虑用逆向思维

3.除了对 X 执行乘 2 或 减 1 操作之外,等价于 Y 执行除 2(当 Y 是偶数时)或者加 1 操作。

这样做的动机是我们可以总是贪心地执行除 2 操作:

当 Y 是偶数,如果先执行 2 次加法操作,再执行 1 次除法操作,我们可以通过先执行 1 次除法操作,再执行 1 次加法操作以使用更少的操作次数得到相同的结果 [(Y+2) / 2 vs Y/2 + 1]。

当 Y 是奇数,如果先执行 3 次加法操作,再执行 1 次除法操作,我们可以将其替代为顺次执行加法、除法、加法操作以使用更少的操作次数得到相同的结果 [(Y+3) / 2 vs (Y+1) / 2 + 1]。

本质上每次/2,差距便减少了一半,正向思维采用的是先小跨度的-1操作,再大跨度的*2操作;逆向思维采用的是先大跨度的/2操作,再小跨度的-1操作

代码:

class Solution:
    def brokenCalc(self, X: int, Y: int) -> int:
        if X>=Y:
            return X-Y
        c=0
        while Y>X:
            if Y%2==1:
                c+=1
                Y+=1
            Y/=2
            c+=1
        return int(c+X-Y)
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