C++程序:计算使所有礼物数量相同的操作次数


假设我们有两个数组A和B,每个数组的大小为n。有n份礼物,我们想把它们送给一些孩子。第i份礼物有A[i]颗糖果和B[i]个橙子。在一次移动中,我们可以选择一些礼物并执行以下操作之一:

  • 从这份礼物中取出恰好一颗糖果(如果可用);

  • 从这份礼物中取出恰好一个橙子(如果可用);

  • 从这份礼物中取出恰好一颗糖果和恰好一个橙子(如果可用)。

所有礼物都应该相等。这意味着在执行一系列移动后,以下两个条件应该满足:A[0] = A[1] = ... = A[n-1] 且 B[0] = B[1] = ... = B[n-1]。我们必须找到使所有礼物都相等所需的最小移动次数。

问题类别

上述问题可以通过应用贪心问题解决技术来解决。贪心算法技术是一种算法类型,其中选择当前最佳解决方案,而不是遍历所有可能的解决方案。贪心算法技术也用于解决优化问题,就像它更大的兄弟动态规划一样。在动态规划中,有必要遍历所有可能的子问题以找出最优解,但它有一个缺点;它需要更多的时间和空间。因此,在各种情况下,使用贪心技术来找到问题的最优解。虽然它并非在所有情况下都能提供最优解,但如果设计得当,它可以比动态规划问题更快地产生解决方案。贪心技术为优化问题提供局部最优解。此技术的示例包括克鲁斯卡尔和普里姆的最小生成树 (MST) 算法、霍夫曼树编码、迪杰斯特拉的单源最短路径问题等。

https://tutorialspoint.com/data_structures_algorithms/greedy_algorithms.htm

https://tutorialspoint.com/data_structures_algorithms/dynamic_programming.htm

因此,如果我们问题的输入类似于 A = [3, 5, 6];B = [3, 2, 3],则输出将为 6,因为最初从 B 中取出,所以现在 B[0] 变为 [2, 2, 3],然后从 A[1] 中取出,所以 A = [3, 4, 6],然后再次从 A[1] 中取出,所以 A = [3, 3, 6],然后从 A[2] 和 B[2] 中取出,所以它们变为 [3, 3, 5] 和 [2, 2, 2],然后从 A[2] 中取出,所以它变为 A = [3, 3, 4],然后再次从 A[2] 中取出以使其变为 [3, 3, 3]。所以现在 A 具有相同数量的糖果,而 B 具有相同数量的橙子。

步骤

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

minA := inf
minB := inf
kq := 0
n := size of A
for initialize i := 0, when i < n, update (increase i by 1), do:
   minA := minimum of minA and A[i]
for initialize i := 0, when i < n, update (increase i by 1), do:
   minB := minimum of minB and B[i]
for initialize i := 0, when i < n, update (increase i by 1), do:
   kq := kq + maximum of (A[i] - minA) and (B[i] - minB)
return kq

示例

让我们看看以下实现以获得更好的理解:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int solve(vector<int> A, vector<int> B){
   int minA = 999, minB = 999, kq = 0;
   int n = A.size();
   for (int i = 0; i < n; i++)
      minA = min(minA, A[i]);
   for (int i = 0; i < n; i++)
      minB = min(minB, B[i]);
   for (int i = 0; i < n; i++)
      kq += max(A[i] - minA, B[i] - minB);
   return kq;
}
int main(){
   vector<int> A = { 3, 5, 6 };
   vector<int> B = { 3, 2, 3 };
   cout << solve(A, B) << endl;
}

输入

{ 3, 5, 6 }, { 3, 2, 3 }

输出

6

更新于: 2022年4月7日

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