力扣第474题 一和零 c++ 动态规划 01背包

题目

474. 一和零

中等

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数组 字符串 动态规划

给你一个二进制字符串数组 strs 和两个整数 mn

请你找出并返回 strs 的最大子集的长度,该子集中 最多m0n1

如果 x 的所有元素也是 y 的元素,集合 x 是集合 y子集

示例 1:

复制代码
输入:strs = ["10", "0001", "111001", "1", "0"], m = 5, n = 3
输出:4
解释:最多有 5 个 0 和 3 个 1 的最大子集是 {"10","0001","1","0"} ,因此答案是 4 。
其他满足题意但较小的子集包括 {"0001","1"} 和 {"10","1","0"} 。{"111001"} 不满足题意,因为它含 4 个 1 ,大于 n 的值 3 。

示例 2:

复制代码
输入:strs = ["10", "0", "1"], m = 1, n = 1
输出:2
解释:最大的子集是 {"0", "1"} ,所以答案是 2 。

提示:

  • 1 <= strs.length <= 600
  • 1 <= strs[i].length <= 100
  • strs[i] 仅由 '0''1' 组成
  • 1 <= m, n <= 100

思路和解题方法

  • 定义一个二维动态规划数组 dp,其中 dp[i][j] 表示当背包容量为 i 个 0 和 j 个 1 时,所能选择的字符串的最大数量。
  • 对于每个字符串 str,统计其中 0 和 1 的数量,分别记为 zeroNumoneNum
  • 使用双重循环遍历背包容量 ij,从大到小遍历,以确保在更新 dp[i][j] 时使用的是上一轮循环中的值。具体地,在第二重循环中,对于当前的 ij,有两种选择:
    • 不选择当前字符串,此时 dp[i][j] 不变;
    • 选择当前字符串,此时需要将 i 减去 zeroNum,将 j 减去 oneNum,并将 dp[i-zeroNum][j-oneNum] 加上 1,表示选择当前字符串后的最大数量。
  • 在双重循环结束后,dp[m][n] 即为所求。

复杂度

时间复杂度:

O(k*m*n)

时间复杂度:该算法使用了二维动态规划数组,对于每个字符串需要遍历一次整个数组,因此时间复杂度为 O(k * m * n),其中 k = len(strs) 表示字符串数组的长度。

空间复杂度

O(m*n)

空间复杂度:该算法使用了一个二维动态规划数组,因此空间复杂度为 O(m * n)。需要注意的是,在实际代码中,我们可以将二维数组优化为一维数组,从而将空间复杂度降低到 O(n)。

c++ 代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n) {
        // 创建动态规划数组 dp,大小为 (m+1) x (n+1),并将所有元素初始化为 0
        vector<vector<int>> dp (m+1,vector<int> (n+1,0));
        
        // 遍历字符串数组 strs
        for(string str :strs)
        {
            // 统计当前字符串中 0 和 1 的个数
            int oneNum = 0,zeroNum = 0;
            for(char c:str) if(c == '0') zeroNum++; else oneNum++;
            
            // 使用双重循环遍历动态规划数组 dp
            for(int i = m;i>=zeroNum;i--) // 遍历背包容量 m
                for(int j = n;j>=oneNum;j--) // 遍历背包容量 n
                {
                    // 如果当前字符串可以被放入背包中,更新 dp[i][j] 的值为 dp[i-zeroNum][j-oneNum] + 1
                    // 表示容量为 i、j 的背包所能装载的最大字符串数量
                    dp[i][j] = max(dp[i][j],dp[i-zeroNum][j-oneNum] + 1);
                }
        }
        
        // 返回容量为 m、n 的背包所能装载的最大字符串数量
        return dp[m][n];
    }
};

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