面试题14:剪绳子

题目 :给你一根长度为n的绳子,请把绳子剪成整数长的m段(m、n都是整数,n>1并且m>1),每段绳子的长度记为k[0],k[1],...,k[m]。请问k[0]xk[1]x...xk[m]可能的最大乘积是多少?例如,当绳子的长度是8时,我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段,此时得到的最大乘积是18。

方法:
第一种思路:使用动态规划方法,这种方法的时间复杂度是O(n*n),空间复杂度是O(n)。简单描述下动态规划可以解决的问题的特点:

① 问题求的是一个最优解;
②整体问题的最优解依赖各个子问题的最优解;
③大问题分解成各个小问题后,这些小问题之间还有相互重叠的更小子问题;
④为了避免重复求解重复的子问题,一般从上往下分析问题,从下往上求解问题。

第二种方法为贪婪算法,每步都做一个贪婪的选择,需要较好的数学功底,笔者暂时还没有理解这种做法的思想,待补充。

算法思路:
使用动态规划,本题目的每一步都面临若干个选择,我们不知道哪个选择最好,因此要逐一进行计算并得出最优,用数学语言来表达则为f(n)=f(i)*f(n-i),此外,需要将最小的特殊问题进行考虑,分别为n=2,3时。

代码实现:

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def cutRope(self, number):
        # write code here
        if number == 2:
            return 1
        if number == 3:
            return 2
        products =[0]*(number+1) 
        #如果不生成全0列表,则选择后面使用append赋值,因为python不能对不存在的位置进行'=' 操作
        products[1] = 1
        products[2] = 2
        products[3] = 3

        for i in range(4,number+1):
            max_result = 0
            for j in range(1,i//2+1):
                product = products[j]*products[i-j]
                if max_result < product:
                    max_result = product
            products[i]=max_result

        return products[number]

运行结果:

运行结果.png
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