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312-戳气球(Burst Balloons)
发表于:2021-12-03 | 分类: 困难
字数统计: 365 | 阅读时长: 1分钟 | 阅读量:

原文链接: https://leetcode-cn.com/problems/burst-balloons

英文原文

You are given n balloons, indexed from 0 to n - 1. Each balloon is painted with a number on it represented by an array nums. You are asked to burst all the balloons.

If you burst the ith balloon, you will get nums[i - 1] * nums[i] * nums[i + 1] coins. If i - 1 or i + 1 goes out of bounds of the array, then treat it as if there is a balloon with a 1 painted on it.

Return the maximum coins you can collect by bursting the balloons wisely.

 

Example 1:

Input: nums = [3,1,5,8]
Output: 167
Explanation:
nums = [3,1,5,8] --> [3,5,8] --> [3,8] --> [8] --> []
coins =  3*1*5    +   3*5*8   +  1*3*8  + 1*8*1 = 167

Example 2:

Input: nums = [1,5]
Output: 10

 

Constraints:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 500
  • 0 <= nums[i] <= 100

中文题目

n 个气球,编号为0n - 1,每个气球上都标有一个数字,这些数字存在数组 nums 中。

现在要求你戳破所有的气球。戳破第 i 个气球,你可以获得 nums[i - 1] * nums[i] * nums[i + 1] 枚硬币。 这里的 i - 1i + 1 代表和 i 相邻的两个气球的序号。如果 i - 1i + 1 超出了数组的边界,那么就当它是一个数字为 1 的气球。

求所能获得硬币的最大数量。

 

示例 1:
输入:nums = [3,1,5,8]
输出:167
解释:
nums = [3,1,5,8] --> [3,5,8] --> [3,8] --> [8] --> []
coins =  3*1*5    +   3*5*8   +  1*3*8  + 1*8*1 = 167

示例 2:

输入:nums = [1,5]
输出:10

 

提示:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 500
  • 0 <= nums[i] <= 100

通过代码

高赞题解

解题思路

我们来看一个区间,这个区间的气球长这样


gaitubao_屏幕快照 2020-07-19 下午6.29.10.png{:width=300}
{:align=center}

假设这个区间是个开区间,最左边索引 i,最右边索引 j
我这里说 “开区间” 的意思是,我们只能戳爆 ij 之间的气球,ij 不要戳

DP思路是这样的,就先别管前面是怎么戳的,你只要管这个区间最后一个被戳破的是哪个气球
这最后一个被戳爆的气球就是 k

注意!!!!!
k是这个区间   最后一个   被戳爆的气球!!!!!
k是这个区间   最后一个   被戳爆的气球!!!!!

假设最后一个被戳爆的气球是粉色的,k 就是粉色气球的索引

然后由于 k 是最后一个被戳爆的,所以它被戳爆之前的场景是什么亚子?

gaitubao_屏幕快照 2020-07-19 下午6.29.13.png{:width=300}
{:align=center}


是这样子的朋友们!因为是最后一个被戳爆的,所以它周边没有球了!没有球了!只有这个开区间首尾的 ij 了!!
这就是为什么DP的状态转移方程是只和 ij 位置的数字有关

假设 dp[i][j] 表示开区间 (i,j) 内你能拿到的最多金币

那么这个情况下

你在 (i,j) 开区间得到的金币可以由 dp[i][k]dp[k][j] 进行转移

如果你此刻选择戳爆气球 k,那么你得到的金币数量就是:

total
=
dp[i][k]
+
val[i] * val[k] * val[j]
+
dp[k][j]

注:val[i] 表示 i 位置气球的数字
然后 (i,k)(k,j) 也都是开区间

那你可能又想问了,戳爆粉色气球我能获得 val[i]*val[k]*val[j] 这么多金币我能理解(因为戳爆 k 的时候只剩下这三个气球了),
但为什么前后只要加上 dp[i][k]dp[k][j] 的值就行了呀?

因为 k 是最后一个被戳爆的,所以 (i,j) 区间中 k 两边的东西必然是先各自被戳爆了的,
左右两边互不干扰,大家可以细品一下
这就是为什么我们 DP 时要看 “最后一个被戳爆的” 气球,这就是为了让左右两边互不干扰,这大概就是一种分治的思想叭

所以你把 (i,k) 开区间所有气球戳爆,然后把戳爆这些气球的所有金币都收入囊中,金币数量记录在 dp[i][k]
同理,(k,j) 开区间你也已经都戳爆了,钱也拿了,记录在 dp[k][j]
所以你把这些之前已经拿到的钱 dp[i][k]+dp[k][j] 收着,
再加上新赚的钱 val[i]*val[k]*val[j] 不就得到你现在戳爆气球 k 一共手上能拿多少钱了吗

而你在 (i,j) 开区间可以选的 k 是有多个的,见一开头的图,除了粉色之外,你还可以戳绿色和红色
所以你枚举一下这几个 k,从中选择使得 total 值最大的即可用来更新 dp[i][j]

然后呢,你就从 (i,j) 开区间只有三个数字的时候开始计算,储存每个小区间可以得到金币的最大值
然后慢慢扩展到更大的区间,利用小区间里已经算好的数字来算更大的区间
就可以啦!撒花✿✿ヽ(^▽^)ノ✿!

附 Python 代码

屏幕快照 2020-07-19 下午6.34.59.png

[]
class Solution: def maxCoins(self, nums: List[int]) -> int: #nums首尾添加1,方便处理边界情况 nums.insert(0,1) nums.insert(len(nums),1) store = [[0]*(len(nums)) for i in range(len(nums))] def range_best(i,j): m = 0 #k是(i,j)区间内最后一个被戳的气球 for k in range(i+1,j): #k取值在(i,j)开区间中 #以下都是开区间(i,k), (k,j) left = store[i][k] right = store[k][j] a = left + nums[i]*nums[k]*nums[j] + right if a > m: m = a store[i][j] = m #对每一个区间长度进行循环 for n in range(2,len(nums)): #区间长度 #长度从3开始,n从2开始 #开区间长度会从3一直到len(nums) #因为这里取的是range,所以最后一个数字是len(nums)-1 #对于每一个区间长度,循环区间开头的i for i in range(0,len(nums)-n): #i+n = len(nums)-1 #计算这个区间的最多金币 range_best(i,i+n) return store[0][len(nums)-1]

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