Leetcode【712、746、877】

問題描述:【DP】712. Minimum ASCII Delete Sum for Two Strings
解題思路:

讀完題目后發(fā)現(xiàn):把兩個(gè)字符串中多余的字符刪除后,最后留下的字符串是兩個(gè)字符串的最長(zhǎng)公共子序列。因此這道題可以像最長(zhǎng)公共子序列一樣,采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思想解決:常考的經(jīng)典算法--最長(zhǎng)公共子序列(LCS)與最長(zhǎng)公共子串(DP)

  • 創(chuàng)建 dp[len(s1)+1][len(s2)+1],其中 dp[i][j] 表示字符串 s1 的前 i 個(gè)字符與字符串 s2 前 j 個(gè)字符的最小ASCll 刪除和。最后,dp[-1][-1] 就是答案。
  • 對(duì)照最長(zhǎng)公共子序列,可以容易的發(fā)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程如下:
    1、dp[i][j] = dp[i-1][j-1], if s1[i-1] == s2[j-1](不刪除字符);
    2、dp[i][j] = min(dp[i-1][j]+ord(s1[i-1]), dp[i][j-1]+ord(s2[j-1])), if s1[i-1] != s2[j-1](采取兩者中代價(jià)最小的刪除方式)。
  • 初始化時(shí),dp[0][0] = 0,而第 0 行和第 0 列的值應(yīng)該是前面狀態(tài)的累加,即:
    1、dp[i][0] = dp[i-1][0] + ord(s1[i-1]), i = 1 to (len(s1)+1),初始化行;
    2、dp[0][i] = dp[0][i-1] + ord(s2[i-1]), i = 1 to (len(s2)+1),初始化列。
Python3 實(shí)現(xiàn):
class Solution:
    def minimumDeleteSum(self, s1: str, s2: str) -> int:
        lens1, lens2 = len(s1), len(s2)
        dp = [[float("inf")] * (lens2+1) for _ in range(lens1+1)]
        dp[0][0] = 0
        for i in range(1, lens1+1):  # 初始化行
            dp[i][0] = dp[i-1][0] + ord(s1[i-1])
        for i in range(1, lens2+1):  # 初始化列
            dp[0][i] = dp[0][i-1] + ord(s2[i-1])
        for i in range(1, lens1+1):
            for j in range(1, lens2+1):
                if s1[i-1] == s2[j-1]:
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
                else:
                    dp[i][j] = min(dp[i-1][j]+ord(s1[i-1]), dp[i][j-1]+ord(s2[j-1]))
        return dp[-1][-1]

問題描述:【DP】746. Min Cost Climbing Stairs
解題思路:
  • 簡(jiǎn)單 DP,dp[i] = min(dp[i-1], dp[i-2]) + cost[i]
  • 注意:最后的結(jié)果是 dp[-1]dp[-2] 中的較小值。
  • 實(shí)際上只需要使用兩個(gè)變量保存前兩個(gè)狀態(tài)即可,空間復(fù)雜度可以將為 O(1)。
Python3 實(shí)現(xiàn):
class Solution:
    def minCostClimbingStairs(self, cost: List[int]) -> int:
        dp = [0] * len(cost)
        dp[0], dp[1] = cost[0], cost[1]
        for i in range(len(cost)):
            dp[i] = min(dp[i-1], dp[i-2]) + cost[i]
        return dp[-1] if dp[-1] < dp[-2] else dp[-2] 

print(Solution().minCostClimbingStairs([1,3,2,4]))  # 3 (1->2)

問題描述:【區(qū)間DP、Trick】877. Stone Game
解題思路:

方法1(必勝法,直接返回 True):

方法2(區(qū)間 DP):

更一般的來說,我們用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來解決這個(gè)問題:

  • 用 dp[i][j] 表示 piles[i]~piles[j] 之間先手可以贏后手的分?jǐn)?shù),并且此時(shí)先手取的是 i 或者 j。那么最后的結(jié)果就是看 dp[0][n-1] (n 是 piles 的長(zhǎng)度) 是否大于 0。
  • 對(duì)于某個(gè)范圍 dp[i][j] 來說,如果先手取 i,那么 dp[i][j] = piles[i] - dp[i+1][j],因?yàn)?piles[i+1]~piles[j] 是后手贏先手的分?jǐn)?shù),所以此時(shí)先手選擇 piles[i] 和它做差;當(dāng)然先手也可以取 j,那么 dp[i][j] = piles[j] - dp[i][j-1]
  • 先手應(yīng)該選取這兩者的極大值,即 dp[i][j] = max(piles[i]-dp[i+1][j], piles[j]-dp[i][j-1])

注意:因?yàn)槭菂^(qū)間 DP,所以得到的最優(yōu)子結(jié)構(gòu)先是小范圍的,然后慢慢擴(kuò)展到大范圍(dp[0][n-1]),因此在編程時(shí)要注意雙層循環(huán)的遍歷順序。這種遍歷方式與 Leetcode 【647】求一個(gè)字符串的不同回文子串個(gè)數(shù) 中的 DP 做法的遍歷方式相同。實(shí)際上它也是區(qū)間 DP 的典型題目。

Python3 實(shí)現(xiàn)(區(qū)間 DP):
class Solution:
    def stoneGame(self, piles: List[int]) -> bool:
        lens = len(piles)
        dp = [[0] * lens for _ in range(lens)]
        for j in range(lens):
            dp[j][j] = piles[j]
            for i in range(j-1, -1, -1):
                dp[i][j] = max(piles[i]-dp[i+1][j], piles[j]-dp[i][j-1])
        return dp[-1][-1] > 0

print(Solution().stoneGame([5,6,1,2,6,5])  # True
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