C++程序:寻找最小解析树


假设我们有一列独特的已排序数字,它们代表字符串中的断点。我们想要根据这些规则创建一个树:

  • 节点具有值 (a, b),其中 a 和 b 是断点。这意味着该节点跨越字符串中的索引 [a, b]。

  • 根节点跨越所有断点(整个字符串)。

  • 节点的左子节点和右子节点的跨度是有序的、连续的,并且包含父节点的跨度。

  • 叶节点中断点'a'的索引比断点'b'的索引小1。

树的成本定义为树中每个节点的 b - a 之和。我们的目标是确定可行树的最低可能成本。

因此,如果输入类似于breakpoints = [1, 4, 7, 12],则输出将为 28。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • n := 输入数组breakpoints的大小

  • 如果 n <= 1,则:

    • 返回 0

  • 如果 n 等于 2,则:

    • 返回 breakpoints[1] - breakpoints[0]

  • 定义一个数组 p[n - 1]

  • 对于初始化 i := 0,当 i < n - 1,更新(i 加 1),执行:

    • p[i] := breakpoints[i + 1]

  • 定义一个数组 pre[n]

  • 对于初始化 i := 1,当 i < n,更新(i 加 1),执行:

    • pre[i] := pre[i - 1] + p[i - 1]

  • 定义一个二维数组 dp[n, n] 并将列初始化为无穷大。

  • 定义一个二维数组 op[n, n]

  • 对于初始化 i := 1,当 i < n,更新(i 加 1),执行:

    • dp[i,i] := p[i - 1], op[i,i] := i

  • 对于初始化 len := 2,当 len < n,更新(len 加 1),执行:

    • 对于初始化 i := 1,当 i + len - 1 < n,更新(i 加 1),执行:

      • j := i + len - 1

      • idx := i

      • 对于初始化 k := max(i, op[i,j-1]),当 k < min(j - 1, op[i + 1, j]),更新(k 加 1),执行:

        • cost := dp[i, k] + dp[k + 1, j]

        • 如果 cost < dp[i, j],则:

          • idx := k

          • dp[i, j] := cost

      • op[i, j] := idx

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

  • 返回 dp[1, n - 1]

示例

让我们看看下面的实现,以便更好地理解:

在线演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int solve(vector<int>& breakpoints) {
   int n = breakpoints.size();
   if (n <= 1) return 0;
   if (n == 2) return breakpoints[1] - breakpoints[0];
      vector<int> p(n - 1);
   for (int i = 0; i < n - 1; ++i) p[i] = breakpoints[i + 1] - breakpoints[i];
      vector<int> pre(n);
   for (int i = 1; i < n; ++i) pre[i] = pre[i - 1] + p[i - 1];
      vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(n, INT_MAX));
      vector<vector<int>> op(n, vector<int>(n));
   for (int i = 1; i < n; ++i) dp[i][i] = p[i - 1], op[i][i] = i;
   for (int len = 2; len < n; ++len) {
      for (int i = 1; i + len - 1 < n; ++i) {
         int j = i + len - 1;
         int idx = i;
         for (int k = max(i, op[i][j - 1]); k <= min(j - 1, op[i + 1][j]); ++k) {
            int cost = dp[i][k] + dp[k + 1][j];
            if (cost < dp[i][j]) {
               idx = k;
               dp[i][j] = cost;
            }
         }
         op[i][j] = idx;
         dp[i][j] += pre[j] - pre[i - 1];
      }
   }
   return dp[1][n - 1];
}
int main(){
   vector<int> breakpoints = {1, 4, 7, 12};
   cout << solve(breakpoints) << endl;
   return 0;
}

输入

{1, 4, 7, 12}

输出

28

更新于:2020-12-23

浏览量:331

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