LeetCode 494.目标和 (动态规划 + 性能优化)二维数组 压缩成 一维数组

494. 目标和 - 力扣(LeetCode)

给你一个非负整数数组 nums 和一个整数 target 。

向数组中的每个整数前添加 '+' 或 '-' ,然后串联起所有整数,可以构造一个 表达式 :

  • 例如,nums = [2, 1] ,可以在 2 之前添加 '+' ,在 1 之前添加 '-' ,然后串联起来得到表达式 "+2-1" 。

返回可以通过上述方法构造的、运算结果等于 target 的不同 表达式 的数目。

示例 1:

输入:nums = [1,1,1,1,1], target = 3
输出:5
解释:一共有 5 种方法让最终目标和为 3 。
-1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 3
+1 - 1 + 1 + 1 + 1 = 3
+1 + 1 - 1 + 1 + 1 = 3
+1 + 1 + 1 - 1 + 1 = 3
+1 + 1 + 1 + 1 - 1 = 3

示例 2:

输入:nums = [1], target = 1
输出:1

思路整理:可以将集合分为两个集合,一个加法集合(left),一个减法集合(right)

可以求出加法集合(left),将问题转换为求出left这个集合。详细讲解看下文~

left:表示加法集合
right:表示减法集合

left + right = sum
left - right = target
left = (sum + target) / 2


集合{1 1 1 1 1},分成left 和 right,生成的target如下:  
left(加法集合)    right(减法集合)          target
 4                    1                   -3
 3                    2                    1
 2                    3                   -1
 1                    4                   -3



sum = 5
left = (sum + target) / 2
(O_O)?
发现并没有target = 2,于是当target = 2时,left = (2+5)/2 = 7/2 无法整除,
也就是 7 % 2 == 1 直接就 return 0 就好了

表示找不出这样的集合能满足 left - right = target 
此时问题转化为求出left这个集合,也就是说这个容器,
问在这个集合里边的所有元素装满这个容器有多少种方法?(妙啊~)

有多少个元素能装满这个容器,我们就能找到符合这个题目条件的多少种
组合。此时发现这有点类似背包问题。那么left就是背包的容量,
集合{1 1 1 1 1}是物品集合

例子: nums = [1,2,1,3,1],target = -2,当这种情况的时候,left=3

(1)二维dp数组

dp[i][j] 表示在数组 nums 的前 i 个数中选取元素,使得这些元素之和等于 j 的方案数

比如说我们要计算元素之和 等于 3 的方案数,由于

0 + 3 = 3

1 + 2 = 3

2 + 1 = 3

所以我们可以把元素之和 等于 0,1,2的方案数分别计算出来,然后再相加就可以得到元素之和等于3的方案数。 

LeetCode 494.目标和 (动态规划 + 性能优化)二维数组 压缩成 一维数组_第1张图片 

当nums[0]=1时,

  • nums[0]放不进去容量为0的背包

        j=0,j

  • nums[0]放得进去容量为1、2、3的背包

        j=1,j>=nums[0],那么dp[1][1] = dp[0][1] + dp[0][1-nums[0]] = 0 + dp[0][0] = 0 + 1 = 1

        j=2,j>=nums[0],那么dp[1][2] = dp[0][2] + dp[0][2-nums[0]] = 0 + dp[0][1] = 0 + 0 = 0

        j=3,j>=nums[0],那么dp[1][3] = dp[0][3] + dp[0][3-nums[0]] = 0 + dp[0][2] = 0 + 0 = 0

以此类推~

 思考

当 j < nums[i-1]时
① dp[i][j] = dp[i-1][j]; //"copy"

当j >= nums[i-1]时
② dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i-1][j-nums[i-1]];

将①和②整合起来
dp[i][j] = dp[i-1][j];
if(j>=nums[i-1]) {
    dp[i][j] += dp[i-1][j-nums[i-1]];
}
// 二维dp数组
class Solution {
public:
    int findTargetSumWays(vector& nums, int target) {
        int sum = 0;
        int n = nums.size();
        int left = 0,right = 0;
        for(int i=0;i sum) return 0; // 此时没有方案
        if ((sum + target) % 2 == 1) return 0; // 此时没有方案
        left = (sum + target) / 2;
        vector> dp(n + 1, vector(left + 1));
        dp[0][0] = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) { // 物品
            for (int j = 0; j <= left; j++) { // 背包
                dp[i][j] = dp[i - 1][j];
                if (j >= nums[i-1]) {
                    dp[i][j] += dp[i - 1][j - nums[i-1]];
                }
            }
        }
        return dp[n][left];
    }
};

 思考,压缩状态,将二维dp数组 优化为 一维dp数组

LeetCode 494.目标和 (动态规划 + 性能优化)二维数组 压缩成 一维数组_第2张图片

LeetCode 494.目标和 (动态规划 + 性能优化)二维数组 压缩成 一维数组_第3张图片

将二维dp数组压缩成一维dp数组!!! (重复利用实现滚动数组)

dp[j] += dp[j-nums[i]];

dp[j]                装满容量为j的背包      有dp[j]种方法
  ↑
dp[j-nums[i]]         
   

nums[i]     dp[j-nums[i]]      
 1              dp[4]           凑成 dp[5]
 2              dp[3]           凑成 dp[5]
 3              dp[2]           凑成 dp[5]
 4              dp[1]           凑成 dp[5]
 5              dp[0]           凑成 dp[5]

dp[5] = dp[4] + dp[3] + dp[2] + dp[1] + dp[0]

也就是dp[j] += dp[j-nums[i]];

初始化:dp[0] = 1
集合{0} target = 0 此时dp[0] = 1
// 一维dp数组
class Solution {
public:
    int findTargetSumWays(vector& nums, int target) {
        int sum = 0;
        int left = 0,right = 0;
        for(int i=0;i sum) return 0; // 此时没有方案
        if ((sum + target) % 2 == 1) return 0; // 此时没有方案
        left = (sum + target) / 2;
        vector dp(left+1,0);
        dp[0] = 1;
        for(int i=0;i=nums[i];j--) { // 遍历背包
                dp[j] += dp[j - nums[i]]; 
            }
        }
        
        return dp[left];
    }
};

你可能感兴趣的:(动态规划,leetcode,算法,动态规划,一维数组,二维数组,目标和)