最后一块石头的重量 II【动态规划】

  1. 最后一块石头的重量 II
    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。
    最后一块石头的重量 II【动态规划】_第1张图片
class Solution {
    public int lastStoneWeightII(int[] stones) {
        int sum = 0;  // 初始化一个变量用于计算所有石头的总重量
        for (int i : stones) {
            sum += i;  // 遍历石头数组并将每个石头的重量累加到总和上
        }
        int target = sum >> 1;  // 计算目标值,这里使用右移操作符来除以2,因为我们想要尽可能平分总重量
        // 初始化一个数组dp,用于动态规划,长度为(target + 1)
        int[] dp = new int[target + 1];
        for (int i = 0; i < stones.length; i++) {
            // 采用倒序遍历,这是为了避免重复使用同一个石头
            for (int j = target; j >= stones[i]; j--) {
                // 在动态规划中,对于每个石头,我们有两种选择:要么放入背包,要么不放入背包
                // dp[j]表示不放入石头i时的最大重量,dp[j - stones[i]] + stones[i]表示放入石头i时的最大重量
                // 我们选择这两种情况中的较大值来更新dp数组
                dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]);
            }
        }
        // 最终结果是总重量减去两个子集的最大值,这两个子集的总重量是target
        return sum - 2 * dp[target];
    }
}

实现思路:
在"Last Stone Weight II"问题中,dp[target] 表示在总重量不超过背包容量 target 的情况下可以容纳的最大重量。这个值表示了动态规划算法的一个关键部分,用于找到一种划分方式,使两堆石头的总重量尽可能接近,并且总重量不超过总重量的一半。

  1. 定义状态: 在这个问题中,状态可以定义为 dp[j],其中 j 表示在总重量不超过 j 的情况下可以达到的最大总重量。

  2. 找到状态转移方程: 状态转移方程可以定义为:

    dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i])
    

    这表示在考虑第 i 个石头时,我们可以选择将其放入或不放入背包,从而影响总重量。

  3. 初始化状态: 初始状态是 dp[0] = 0,因为没有石头可供选择时,总重量为0。

  4. 填充状态数组: 使用状态转移方程,从 dp[stones[i]] 开始迭代,一直计算到 dp[target],其中 target 是总重量的一半。

  5. 返回最终结果: 最终结果是 sum - 2 * dp[target],其中 sum 是所有石头的总重量,dp[target] 表示在总重量不超过 target 的情况下可以达到的最大总重量,因此 sum - 2 * dp[target] 表示两堆石头的总重量之差。

这就是使用一维动态规划来解决"Last Stone Weight II"问题的思路。通过填充一维状态数组 dp,我们可以找到一种划分方式,使两堆石头的总重量尽可能接近,并且总重量不超过总重量的一半。

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