1049. 最后一块石头的重量 II(力扣LeetCode)

1049. 最后一块石头的重量 II

题目描述

有一堆石头,用整数数组 stones 表示。其中 stones[i] 表示第 i 块石头的重量。

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 1:

输入:stones = [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。

示例 2:

输入:stones = [31,26,33,21,40]
输出:5

提示:

  • 1 <= stones.length <= 30
  • 1 <= stones[i] <= 100

动态规划

本题其实就是尽量让石头分成重量相同的两堆,相撞之后剩下的石头最小,这样就化解成01背包问题了。

// 1049. 最后一块石头的重量 II

#include <vector> // 包含vector类,用于使用向量(动态数组)
#include <iostream> // 包含输入输出流库

class Solution {
public:
    // 主函数
    int lastStoneWeightII(vector<int>& stones) {
        int sum = 0; // 初始化石头重量之和为0

        // 计算所有石头重量的总和
        for(int i = 0; i < stones.size(); i++) sum += stones[i];

        // 计算重量总和的一半,向下取整
        int tar = sum / 2;

        // dp数组用于存储动态规划过程中的状态,初始化长度为tar+1,并全部填充为0
        vector<int> dp(tar + 1, 0);

        // 动态规划计算过程,目的是使得两堆石头的重量差最小
        for(int i = 0; i < stones.size(); i++) // 遍历每块石头
            for(int j = tar; j >= stones[i]; j--) // 从tar开始向下遍历,直到能容纳当前石头重量
                dp[j] = max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]); // 更新dp[j]为两种情况的较大值

        //那么分成两堆石头,一堆石头的总重量是dp[target],另一堆就是sum - dp[target]。
		//在计算target的时候,target = sum / 2 因为是向下取整,所以sum - dp[target] 一定是大于等于dp[target]的。
		//那么相撞之后剩下的最小石头重量就是 (sum - dp[target]) - dp[target]。
        return sum - dp[tar] - dp[tar];
    }
};

解析:

  • 此问题可以转化为一个类似于背包问题的动态规划问题。考虑将石头分成两堆,使得每堆的重量尽可能接近总重量的一半。
  • dp数组的含义是:dp[j]表示在不超过重量j的条件下,能选出石头的最大重量。
  • 我们遍历每一块石头,更新dp数组,从tar开始向下遍历,这样可以确保每块石头只被选用一次。
  • 最后,dp[tar]就是其中一堆石头的最大可能重量,总重量减去两倍的dp[tar](因为tar是总重量的一半)就是最小的可能重量,即最后剩下的石头的重量。

注意:

  • dp数组采用了自底向上的迭代方式更新,这样可以避免重复计算并节省空间。
  • 代码中用了max函数来确保dp数组存储的是最优解。

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