Leetcode343 整数拆分(动态规划+数学)

给定一个正整数 n,将其拆分为至少两个正整数的和,并使这些整数的乘积最大化。 返回你可以获得的最大乘积。

示例 1:
输入: 2 
输出: 1
解释: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1。

示例 2:
输入: 10
输出: 36
解释: 10 = 3 + 3 + 4, 3 × 3 × 4 = 36。

数学方式证明

核心: 尽量分出更多的 3
首先,通过均值不等式,很容易验证当每一个拆分值都相等的时候,才具有最大值,所以实际上就是将这个数均分。那么,对于整数 a ,我们将其分解成 n 份,每一份为 x 则有
在这里插入图片描述
则相乘结果为:
在这里插入图片描述

其中:
在这里插入图片描述
的极值点为e,最接近的也就是 3 了。(注意:这里是整数,如果是实数,该证明则有漏洞)

int integerBreak(int n){
    
    if(n < 1) return 0;
	if(n == 2) return 1;
	if(n == 3) return 2;

	int rst = 1;
	int times = n / 3;
	int left = n % 3;

	if(left == 0){
    
    
		while(times--) rst *= 3;
	}else if(left == 1){
    
    
		while(times > 1){
    
    
			rst *= 3;
			times--;
		}
	
	    rst *= 4;
	}else{
    
    
	   while(times--) rst*= 3;
		
		rst *= 2;
	}
	return rst;
}

动态规划经典解法

dp[i],思考dp[i],可以想象在其范围内,我们先已经拆出来一个j,从[1...j]作为一个整体1,见下图情景1,剩下的部分也就是[j+1....i],可以有两种选择

  • 继续当成一个整体,为整体2,其值为i-j, 显然dp[i] = j * (i−j)
  • 继续拆分,但是我们也不知道能拆分成多少份,但是我们不管,拆分的结果就是dp[i−j](再读一遍状态的定义),见下图情景2,dp[i] = j * dp[i-j]

因此 dp[i] = j * max(i-j,dp[i-j])
在这里插入图片描述

class Solution {
    
    
public:
	int integerBreak(int n) {
    
    
		int dp[59];
		dp[0] = 0;
		dp[1] = 0;
		dp[2] = 1;
	
		int temp;
		for(int i = 3; i <= n; i++){
    
    
			temp = 0;
			for(int j = 1; j < i; j++){
    
    
				temp = max(temp, max(j*(i-j), j*dp[i-j]));
			}
			dp[i] = temp;
		  }
			return dp[n];
		}
};

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