LeetCode:877 石子游戏 动态规划 / 巧取

题目描述

亚历克斯和李用几堆石子在做游戏。偶数堆石子排成一行,每堆都有正整数颗石子 piles[i] 。

游戏以谁手中的石子最多来决出胜负。石子的总数是奇数,所以没有平局。

亚历克斯和李轮流进行,亚历克斯先开始。 每回合,玩家从行的开始或结束处取走整堆石头。 这种情况一直持续到没有更多的石子堆为止,此时手中石子最多的玩家获胜。

假设亚历克斯和李都发挥出最佳水平,当亚历克斯赢得比赛时返回 true ,当李赢得比赛时返回 false 。

示例:
输入:[5,3,4,5]
输出:true

解释:
亚历克斯先开始,只能拿前 5 颗或后 5 颗石子 。
假设他取了前 5 颗,这一行就变成了 [3,4,5] 。
如果李拿走前 3 颗,那么剩下的是 [4,5],亚历克斯拿走后 5 颗赢得 10 分。
如果李拿走后 5 颗,那么剩下的是 [3,4],亚历克斯拿走后 4 颗赢得 9 分。

这表明,取前 5 颗石子对亚历克斯来说是一个胜利的举动,所以我们返回 true 。

提示:
2 <= piles.length <= 500
piles.length 是偶数。
1 <= piles[i] <= 500
sum(piles) 是奇数。

来源:力扣(LeetCode) 链接:https://leetcode-cn.com/problems/stone-game
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思路

1.动态规划

这题其实就是区间dp,上次做过一个类似的【LeetCode:312 戳气球

状态定义:

piles[i]表示第i堆石子的个数

dp[l][r]表示在区间 [l, r] 中先手取石子,能够获得石子的最大值是多少(l, r 即下标范围)

对于问题:在区间[l, r]先手取石子,能够获得的最大值,有下面4种情况:(就是你和对手分别取石子,完成一回合

  1. 你取 l ,对手 取 l+1 ,问题转变为【在 [l+2, r] 区间取石子+ piles[l]
  2. 你取 l ,对手 取 r ,问题转变为【在 [l+1, r-1] 区间取石子+ piles[l]
  3. 你取 r ,对手 取 r-1 ,问题转变为【在 [l, r-2] 区间取石子+ piles[r]
  4. 你取 r ,对手 取 l ,问题转变为【在 [l+1, r-1] 区间取石子+ piles[r]

在上面四个情况中选最大的情况即可

状态转移方程:
注意因为用到的是l之后,r之前的值,所以循环时,l要递减,r要递增

dp[l][r] = max(max(piles[l]+dp[l+2][r], piles[l]+dp[l+1][r-1]),
                        max(dp[l][r-2]+piles[r], dp[l+1][r-1]+piles[r]));

代码1

class Solution {
public:
    bool stoneGame(vector<int>& piles)
    {
        int dp[509][509];
        int sum = piles[0];
        // 初始条件:区间元素为2,取最大值
        for(int i=1; i<piles.size(); i++)
        {
            dp[i-1][i] = max(piles[i-1], piles[i]);
            sum += piles[i];
        }
        // 注意l递减 r递增
        for(int l=piles.size()-1; l>=0; l--)
            for(int r=l+2; r<piles.size(); r++)
                dp[l][r] = max(max(piles[l]+dp[l+2][r], piles[l]+dp[l+1][r-1]),
                        max(dp[l][r-2]+piles[r], dp[l+1][r-1]+piles[r]));
        // 如果能拿的最大值超过半数,胜利
        if(dp[0][piles.size()-1]>sum/2)
            return true;
        return false;
    }
};

2.巧取

已知石子为两堆,必赢
那么为4堆呢?
比如[4, 10, 2, 3],显然不能每次都选择大的那堆,(贪心不能用

选1,那么总能够选到3
选4,那么总能选到2

1+3 与 2+4 的组合中,至少有一组是最大的(因为总数是奇数),所以总是能够获胜

如果把情况推导到n堆,那么

  1. 拿第1堆,总能拿到奇数堆
  2. 拿最后一堆,总能拿到偶数堆

情况1 和 情况2 的石子堆加在一起就是总的堆,因为总数是奇数,那么必定有一边是大的,于是肯定能赢

所以代码是:

class Solution {
public:
    bool stoneGame(vector<int>& piles)
    {
        return true;
    }
};
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