算法打卡day37

今日任务:

1)1049. 最后一块石头的重量 II

2)494. 目标和

3)474.一和零

4)复习day12

1049. 最后一块石头的重量 II

题目链接: 1049. 最后一块石头的重量 II - 力扣(LeetCode)

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题目难度:中等
有一堆石头,每块石头的重量都是正整数。
每一回合,从中选出任意两块石头,然后将它们一起粉碎。假设石头的重量分别为 x 和 y,且 x <= y。那么粉碎的可能结果如下:
如果 x == y,那么两块石头都会被完全粉碎;
如果 x != y,那么重量为 x 的石头将会完全粉碎,而重量为 y 的石头新重量为 y-x。
最后,最多只会剩下一块石头。返回此石头最小的可能重量。如果没有石头剩下,就返回 0。

示例:
输入:[2,7,4,1,8,1]
输出:1
解释:
组合 2 和 4,得到 2,所以数组转化为 [2,7,1,8,1],
组合 7 和 8,得到 1,所以数组转化为 [2,1,1,1],
组合 2 和 1,得到 1,所以数组转化为 [1,1,1],
组合 1 和 1,得到 0,所以数组转化为 [1],这就是最优值。

提示:
1 <= stones.length <= 30
1 <= stones[i] <= 1000

文章讲解: 代码随想录 (programmercarl.com)

视频讲解: 动态规划之背包问题,这个背包最多能装多少?LeetCode:1049.最后一块石头的重量II哔哩哔哩bilibili

思路:

  1. 首先,我们需要确定背包的最大承重,即石头总重量的一半,因为我们需要将石头分成两部分,使得它们的重量尽可能接近。
  2. 创建一个动态规划数组 dp,长度为背包最大承重加一,初始化为零。dp[i] 表示在不超过承重 i 的情况下,可以得到的最大石头重量之和。
  3. 遍历每块石头,对于每块石头,逆序遍历动态规划数组,更新 dp[j] 的值,其中 j >= stone,表示当前石头可以放入背包的情况下,更新最大重量。
  4. 最后,计算剩余石头的最小可能重量,即总重量减去动态规划数组中的最大值,再减去动态规划数组中的最大值。
python 复制代码
class Solution:
    def lastStoneWeightII(self, stones: List[int]) -> int:

        sum_ = sum(stones)
        target = sum_ // 2
        dp = [0] * (target + 1)
        
        # 动态规划更新
        for stone in stones:
            for j in range(target, stone - 1, -1):
                dp[j] = max(dp[j], dp[j - stone] + stone)

        # 计算最小可能的石头重量
        return (sum_ - dp[target]) - dp[target]

494. 目标和

题目链接: 494. 目标和 - 力扣(LeetCode)

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难度:中等
给定一个非负整数数组,a1, a2, ..., an, 和一个目标数,S。现在你有两个符号 + 和 -。对于数组中的任意一个整数,你都可以从 + 或 -中选择一个符号添加在前面。
返回可以使最终数组和为目标数 S 的所有添加符号的方法数。

示例:
输入:nums: [1, 1, 1, 1, 1], S: 3
输出:5

解释:
-1+1+1+1+1 = 3
+1-1+1+1+1 = 3
+1+1-1+1+1 = 3
+1+1+1-1+1 = 3
+1+1+1+1-1 = 3
一共有5种方法让最终目标和为3。

提示:
数组非空,且长度不会超过 20 。
初始的数组的和不会超过 1000 。
保证返回的最终结果能被 32 位整数存下

文章讲解: 代码随想录 (programmercarl.com)

视频讲解: 动态规划之背包问题,装满背包有多少种方法?| LeetCode:494.目标和哔哩哔哩bilibili

思路:

本题要如何使表达式结果为target

既然为target,那么就一定有 正数组合 - 负数组合 = target

add_sum + sub_sum = sum

target = add_sum - sub_sum

=> add_sum = (sum + target) / 2

sub_sum = (sum - target) / 2

target是固定的,sum是固定的,

此时问题就是在集合nums中找出和为add_sum(或sub_sum)的组合

1.计算总和: 首先,计算数组 nums 的总和 total_sum

2.判断是否存在方案: 如果目标数的绝对值大于总和,或者目标数与总和的和为奇数,则不存在方案,直接返回0。

3.确定加法和: 将目标数与总和的和除以2,得到加法和 add_sum,因为我们要求的是所有添加符号的方法数。

4.动态规划更新: 创建一个动态规划数组 dp,其长度为加法和加 1,初始化为0。遍历 nums 数组中的每个数,逆序遍历动态规划数组,更新动态规划数组中每个位置的值,表示达到该位置和的方案数。

5.返回结果: 返回动态规划数组的最后一个元素,即达到目标和的方案数。

dp[j] 表示:填满j(包括j)这么大容积的包,有dp[j]种方法

nums = [1,1,1,1,1]

target = 3

python 复制代码
class Solution:
    def findTargetSumWays(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        # 计算nums的总和
        total_sum = sum(nums)
        # 此时没有方案
        if abs(target) > total_sum:
            return 0
        if (target + total_sum) % 2 == 1:
            return 0

        # 加法和
        add_sum = (target + total_sum) // 2
        # 创建动态规划数组,初始化为0
        dp = [0]*(add_sum+1)
        # 当目标和为0时,只有一种方案,即什么都不选
        dp[0] = 1

        # print(dp)
        for num in nums:
            for j in range(add_sum,num -1 ,-1):
                print(num,j)
                # 状态转移方程,累加不同选择方式的数量
                dp[j] = dp[j] + dp[j-num]
            # print(dp)
        # 返回达到目标和的方案数
        return dp[-1]

474.一和零

题目链接: 474. 一和零 - 力扣(LeetCode)

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给你一个二进制字符串数组 strs 和两个整数 m 和 n 。
请你找出并返回 strs 的最大子集的大小,该子集中 最多 有 m 个 0 和 n 个 1 。
如果 x 的所有元素也是 y 的元素,集合 x 是集合 y 的 子集 。

示例 1:
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:
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' 和 '1' 组成
1 <= m, n <= 100

文章讲解: 代码随想录 (programmercarl.com)

视频讲解: 动态规划之背包问题,装满这个背包最多用多少个物品?| LeetCode:474.一和零哔哩哔哩bilibili

思路:

1.初始化动态规划数组: 创建一个二维动态规划数组 dp,其大小为 (m+1) x (n+1),并将所有元素初始化为0。这里 dp[i][j] 表示在最多有 i 个0和 j 个1的情况下,最大子集的大小。

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strs,m,n = ["10","0001","111001","1","0"], 3,3

2.遍历物品: 对于给定的字符串数组 strs,遍历其中的每个字符串。

3.统计0和1的个数: 对于当前遍历的字符串 s,统计其中0和1的个数,分别记录为 zerosones

4.动态规划更新: 使用二维动态规划进行更新。从最大容量开始逆序遍历到当前字符串中0和1的个数,根据状态转移方程 dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - zeros][j - ones] + 1) 更新动态规划数组中的值。(符合要求,就在dp[i - zeros][j - ones]上加1,不符合要求就继承原来的值)

5.返回结果: 最后返回动态规划数组右下角元素的值,即最大子集的大小。

python 复制代码
class Solution:
    def findMaxForm(self, strs: List[str], m: int, n: int) -> int:
        dp = [[0] * (n + 1) for _ in range(m + 1)]  # 创建二维动态规划数组,初始化为0
        # print(dp)
        # 遍历物品
        for s in strs:
            ones = s.count('1')  # 统计字符串中1的个数
            zeros = s.count('0')  # 统计字符串中0的个数
            # 遍历背包容量且从后向前遍历
            for i in range(m, zeros - 1, -1):
                for j in range(n, ones - 1, -1):
                    # 状态转移方程,符合要求,就在dp[i - zeros][j - ones]上加1,不符合要求就继承原来的值
                    dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - zeros][j - ones] + 1)
            # print(dp)
        return dp[m][n]
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