题解 | #矩阵中的路径#
剪绳子
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数学方式解决 在做这题之前我们先来看这样一个问题: 一个整数先把他分成两部分,x+y=n(假设x>=y并且x-y<=1,也就是说x和y非常接近)那么乘积是xy。 然后我们再把这两部分的差放大(x+1)+(y-1)=n(假设x>=y);他们的乘积是(x+1)(y-1)=xy-(x-y)-1,很明显是小于xy的,所以我们得出结论,如果把整数n分为两部分,那么这两部分的值相差越小乘积越大。
同理还可以证明如果分成3部分,4部分……也是相差越小乘积会越大。
根据上面的证明,如果我们把长度为n的绳子分为x段,则每段只有在长度相等的时候乘积最大,那么每段的长度是n/x。所以他们的乘积是(n/x)^x。我们来对这个函数求导
通过对函数求导我们发现,当x=n/e的时候,也就是每段绳子的长度是n/x=n/(n/e)=e的时候乘积最大。我们知道e=2.718281828459。而题中我们的绳子剪的长度都是整数,所以不可能取e,我们只能取接近e的值,也就是3的时候乘积最大。
但也有例外,当n<=4的时候会有特殊情况,因为22>13。明白了这点代码就容易多了,如果n大于4,我们不停的把绳子减去3,来看下代码
class Solution {
public:
int cutRope(int number) {
if(number == 2)
return 1;
if(number == 3)
return 2;
int res = 1;
while(number > 4){
res *= 3;
number -= 3;
}
if(number == 4)
return res * 4;
else
return res * number;
}
};
动态规划解决
定义一个数组dp,其中dp[i]表示的是长度为i的绳子能得到的最大乘积。我们先把长度为i的绳子拆成两部分,一部分是j,另一部分是i-j,那么会有下面4种情况
-
j和i-j都不能再拆了
dp[i]=j*(i-j);
-
j能拆,i-j不能拆
dp[i]=dp[j]*(i-j);
-
j不能拆,i-j能拆
dp[i]=j*dp[i-j];
-
j和i-j都能拆
dp[i]=dp[j]*dp[i-j];
我们取上面4种情况的最大值即可。我们把它整理一下,得到递推公式如下
dp[i] = max(dp[i], (max(j, dp[j])) * (max(i - j, dp[i - j])));
比如我们想计算长度为9的绳子,画个图来看一下:
public int cutRope(int target) {
int[] dp = new int[target + 1];
dp[1] = 1;
for (int i = 2; i <= target; i++) {
for (int j = 1; j < i; j++) {
dp[i] = Math.max(dp[i], (Math.max(j, dp[j])) * (Math.max(i - j, dp[i - j])));
}
}
return dp[target];
}
时间复杂度:O(n^2) 空间复杂度:O(n),需要数组dp的大小