C++ 中合并石头的最小成本


假设我们有一排 N 堆石头。这里第 i 堆有 stones[i] 个石头。一次移动包括将 K 个连续的堆合并成一堆,现在这次移动的成本等于这 K 个堆中石头的总数。我们必须找到将所有石堆合并成一堆的最小成本。如果没有这样的解决方案,则返回 -1。

因此,如果输入类似于 [3,2,4,1] 且 K = 2,则输出将为 20,这是因为,我们将从 [3, 2, 4, 1] 开始。然后我们将 [3, 2] 合并,成本为 5,我们剩下 [5, 4, 1]。之后我们合并 [4, 1],成本为 5,我们剩下 [5, 5]。然后我们将 [5, 5] 合并,成本为 10,我们剩下 [10]。所以,总成本为 20,这是最小的。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • n := stones 的大小

  • 如果 (n - 1) mod (k - 1) 不等于 0,则:

    • 返回 -1

  • 定义一个大小为 n + 1 的数组 prefix

  • 初始化 i := 1,当 i <= n 时,更新(i 增加 1),执行:

    • prefix[i] := prefix[i - 1] + stones[i - 1]

  • 定义一个大小为 n x n 的二维数组 dp

  • 初始化 length := k,当 length <= n 时,更新(length 增加 1),执行:

    • 初始化 i := 0,j := length - 1,当 j < n 时,更新(i 增加 1),(j 增加 1),执行:

    • dp[i, j] := inf

    • 初始化 mid := i,当 mid < j 时,更新 mid := mid + k - 1,执行:

      • dp[i, j] := dp[i, j] 和 dp[i, mid] + dp[mid + 1, j] 的最小值

    • 如果 (j - i) mod (k - 1) 与 0 相同,则:

      • dp[i, j] := dp[i, j] + prefix[j + 1] - prefix[i]

  • 返回 dp[0, n - 1]

让我们看看以下实现以更好地理解:

示例

 实时演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Solution {
   public:
   int mergeStones(vector<int>& stones, int k){
      int n = stones.size();
      if ((n - 1) % (k - 1) != 0)
      return -1;
      vector<int> prefix(n + 1);
      for (int i = 1; i <= n; i++) {
         prefix[i] = prefix[i - 1] + stones[i - 1];
      }  
      vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(n));
      for (int length = k; length <= n; length++) {
         for (int i = 0, j = length - 1; j < n; i++, j++) {
            dp[i][j] = INT_MAX;
            for (int mid = i; mid < j; mid += k - 1) {
               dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i][mid] + dp[mid +
               1][j]);
            }
            if ((j - i) % (k - 1) == 0) {
               dp[i][j] += prefix[j + 1] - prefix[i];
            }
         }
      }
      return dp[0][n - 1];
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<int> v = {3,2,4,1};
   cout << (ob.mergeStones(v, 2));
}

输入

{3,2,4,1}, 2

输出

20

更新于: 2020-06-04

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