【Leetcode】3218. 切蛋糕的最小总开销 I

题目

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有一个 m ∗ n m * n mn 大小的矩形蛋糕,需要切成 1 ∗ 1 1 * 1 11 的小块。

给你整数 m m m n n n 和两个数组:

h o r i z o n t a l C u t horizontalCut horizontalCut 的大小为 m − 1 m - 1 m1 ,其中 h o r i z o n t a l C u t [ i ] horizontalCut[i] horizontalCut[i] 表示沿着水平线 i i i 切蛋糕的开销。
v e r t i c a l C u t verticalCut verticalCut 的大小为 n − 1 n - 1 n1 ,其中 v e r t i c a l C u t [ j ] verticalCut[j] verticalCut[j] 表示沿着垂直线 j j j 切蛋糕的开销。
一次操作中,你可以选择任意不是 1 ∗ 1 1 * 1 11 大小的矩形蛋糕并执行以下操作之一:

沿着水平线 i i i 切开蛋糕,开销为 h o r i z o n t a l C u t [ i ] horizontalCut[i] horizontalCut[i]
沿着垂直线 j j j 切开蛋糕,开销为 v e r t i c a l C u t [ j ] verticalCut[j] verticalCut[j]
每次操作后,这块蛋糕都被切成两个独立的小蛋糕。

每次操作的开销都为最开始对应切割线的开销,并且不会改变。

请你返回将蛋糕全部切成 1 ∗ 1 1 * 1 11 的蛋糕块的 最小 总开销。

示例 1:

输入:m = 3, n = 2, horizontalCut = [1,3], verticalCut = [5]

输出:13

解释:
在这里插入图片描述
沿着垂直线 0 切开蛋糕,开销为 5 。 沿着水平线 0 切开 3 x 1 的蛋糕块,开销为 1 。 沿着水平线 0 切开 3 x 1
的蛋糕块,开销为 1 。 沿着水平线 1 切开 2 x 1 的蛋糕块,开销为 3 。 沿着水平线 1 切开 2 x 1 的蛋糕块,开销为 3
。 总开销为 5 + 1 + 1 + 3 + 3 = 13 。

示例 2:

输入:m = 2, n = 2, horizontalCut = [7], verticalCut = [4]

输出:15

解释:

沿着水平线 0 切开蛋糕,开销为 7 。 沿着垂直线 0 切开 1 x 2 的蛋糕块,开销为 4 。 沿着垂直线 0 切开 1 x 2
的蛋糕块,开销为 4 。 总开销为 7 + 4 + 4 = 15 。

提示:

  1. 1 ≤ m , n ≤ 20 1 \leq m, n \leq 20 1m,n20
  2. h o r i z o n t a l C u t . l e n g t h = = m − 1 horizontalCut.length == m - 1 horizontalCut.length==m1
  3. v e r t i c a l C u t . l e n g t h = = n − 1 verticalCut.length == n - 1 verticalCut.length==n1
  4. 1 ≤ h o r i z o n t a l C u t [ i ] , v e r t i c a l C u t [ i ] ≤ 1 0 3 1 \leq horizontalCut[i], verticalCut[i] \leq 10^3 1horizontalCut[i],verticalCut[i]103

思路

这个问题可以通过贪心算法来解决。我们需要在水平和垂直方向上进行切割,以确保每一块蛋糕都被分割出来。我们可以从最小的切割开始,逐步增加切割次数,直到满足所有的切割需求。

代码

class Solution {
public:
    int minimumCost(int m, int n, vector<int>& horizontalCut, vector<int>& verticalCut) {
        ranges::sort(horizontalCut,greater<int>());
        ranges::sort(verticalCut,greater<int>());
        int i=0,j=0,res=0;
        while(i<m-1&&j<n-1)
        {
            if(horizontalCut[i]>verticalCut[j])
                res+=horizontalCut[i++]*(j+1);
            else
                res+=verticalCut[j++]*(i+1);
        }
        while(i<m-1)
            res+=horizontalCut[i++]*n;
        while(j<n-1)
            res+=verticalCut[j++]*m;
        return res;
    }
};

复杂度分析

时间复杂度

O ( ( m + n ) l o g ( m + n ) ) O((m+n)log(m+n)) O((m+n)log(m+n)),其中 m m m n n n 分别是水平和垂直切割的数量。主要时间消耗在对水平和垂直切割位置的排序上。

空间复杂度

O ( 1 ) O(1) O(1)

结果

在这里插入图片描述

总结

本题是一个贪心算法的问题,关键在于理解如何通过贪心选择在每一步最小化切割次数。通过排序和贪心选择,我们可以解决

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