Leetcode 410.分割数组的最大值(Split Array Largest Sum)

Leetcode 410.分割数组的最大值

1 题目描述(Leetcode题目链接)

  给定一个非负整数数组和一个整数 m,你需要将这个数组分成 m 个非空的连续子数组。设计一个算法使得这 m 个子数组各自和的最大值最小。

注意:
数组长度 n 满足以下条件:

  • 1 ≤ n ≤ 1000
  • 1 ≤ m ≤ min(50, n)
输入:
nums = [7,2,5,10,8]
m = 2

输出:
18

解释:
一共有四种方法将nums分割为2个子数组。
其中最好的方式是将其分为[7,2,5][10,8],
因为此时这两个子数组各自的和的最大值为18,在所有情况中最小。

2 题解

  动态规划,定义 d p [ i ] [ j ] dp[i][j] dp[i][j]为M j j j个数分割为 i i i所得的子数组各自和的最小最大值。描述起来有些绕嘴,总之就是题目要求的那个值,重点是红色字。因此本题的 d p dp dp数组就是 m ∗ n m*n mn大小,为了处理边界令其为 ( m + 1 ) ∗ n (m+1)*n (m+1)n。状态定义好了后,状态转移方程就很好想了。 d p dp dp的第一行就是分 1 1 1段,也就是不分割的情况,因此第一行就是前缀和。从第二行开始,状态转移方程为:
d p [ i ] [ j ] = m i n ( d p [ i ] [ j ] , m a x ( d p [ 0 ] [ j ] − d p [ 0 ] [ k − 1 ] , d p [ i − 1 ] [ k − 1 ] ) )       其 中 k = 0 , 1 , ⋯ j dp[i][j] = min(dp[i][j], max(dp[0][j] - dp[0][k-1], dp[i-1][k-1]))\ \ \ \ \ 其中k=0,1,\cdots j dp[i][j]=min(dp[i][j],max(dp[0][j]dp[0][k1],dp[i1][k1]))     k=0,1,j

class Solution:
    def splitArray(self, nums: List[int], m: int) -> int:
        n = len(nums)
        dp = [([float("inf")]*(n+1)) for _ in range(m)]
        dp[0][0] = 0
        for j in range(1, n+1):
            dp[0][j] = dp[0][j-1] + nums[j-1]
        
        for i in range(1, m):
            for j in range(1, n+1):
                for k in range(j, -1, -1):
                    dp[i][j] = min(dp[i][j], max(dp[0][j] - dp[0][k-1], dp[i-1][k-1]))
        return dp[-1][-1]

二分法属实厉害,首先确定二分的范围,返回值的区间肯定在 [ m a x ( n u m s ) , s u m ( n u m s ) ] [max(nums), sum(nums)] [max(nums),sum(nums)]之间,大范围确定后寻找缩小范围的方法。首先求 m i d mid mid,我们用 m i d mid mid值来划分数组,划分标准为使得每一个连续数组的和都小于等于 m i d mid mid,用 m i d mid mid划分出来的子数组个数与 m m m比较,如果前者大,则说明这个 m i d mid mid偏小了,所以 l = m i d + 1 l = mid + 1 l=mid+1否则 r = m i d r = mid r=mid

class Solution:
    def splitArray(self, nums: List[int], m: int) -> int:
        l, r = max(nums), sum(nums)
        while l < r:
            mid = (l + r)//2
            s, cnt = 0, 1
            for n in nums:
                if s + n > mid:
                    cnt += 1
                    s = n
                else:
                    s += n
            if cnt > m:
                l = mid + 1
            else:
                r = mid
        return l

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