一道动态规划题目的反思

前言

前几天在刷这道题目的时候遇到不少的问题,现在来对自己的解题进行一些反思。

题目描述

爱丽丝参与一个大致基于纸牌游戏 “21点” 规则的游戏,描述如下:
爱丽丝以 0 分开始,并在她的得分少于 K 分时抽取数字。 抽取时,她从 [1, W] 的范围中随机获得一个整数作为分数进行累计,其中 W是整数。 每次抽取都是独立的,其结果具有相同的概率。
当爱丽丝获得不少于 K 分时,她就停止抽取数字。 爱丽丝的分数不超过 N 的概率是多少?
示例 1:

输入:N = 10, K = 1, W = 10
输出:1.00000
说明:爱丽丝得到一张卡,然后停止。

示例 2:

输入:N = 6, K = 1, W = 10
输出:0.60000
说明:爱丽丝得到一张卡,然后停止。
在 W = 10 的 6 种可能下,她的得分不超过 N = 6 分。

示例 3:

输入:N = 21, K = 17, W = 10
输出:0.7327

题目分析

看到这道题目,我们不难想到根据停止抽取的前一次情况开始分析。
(1)所以我们假定 F(X) 为每次从 1-W 个数中进行抽取,当抽取的数字和不小于(>=) X 时抽取停止,最后抽取的数字为 X 的概率。
则:F(X) = Sum( F(X-W)/W + F(X-W+1)/W +...+ F(X-1)/W ) X<K
(2)但是对于本题来说,我们要考虑一种情况,即上一次的累加值不能取到 X-1 ,也就是 X>=K。我们前一次抽取的累加值最大为 K-1。
则:T(X) = Sum( F(X-W)/W + F(X-W+1)/W +...+ F(K-1)/W ) X>=K && X<=N
可能会有人说了,这不是一个表达式,根据变量值分的两种情况吗?

反思

我刚开始也是这么考虑的。后来,在与小伙伴的探讨过程中,我才意识到:在动态规划中,不存在根据变量值的取值范围,适用递推公式不同的情况。动态规划一定是将一个大问题分为若干个解决方案相同的小问题,最后根据小问题的解,得到大问题的答案。
在这道题当中,递推公式是T(X),而在求解T(X)过程中需要的F(X)值,可以根据F(X)表达式得到。

最后

知道这一点后,最后要求解的答案就很容易得到了,只需要累加T(K)一直到T(N)的值即可。

class Solution {
    public double new21Game(int N, int K, int W) {
        if(K==0){
            return 1;
        }
        double[] f1=new double[K];
        double[] f2=new double[W];
        f1[0]=1;
        double count=0;
        for(int i=1;i<K;i++){
            count+=f1[i-1];
            if(i>W) count-=f1[i-W-1];
            f1[i]=count/W;
        }
        double sum=0;
        double res=0;
        int start=K-W>0?K-W:0;
        for(int i=start;i<K;i++){
            sum+=f1[i];
        }
        res=sum;
        int end=K+W-1<=N?K+W-1:N;
        for(int i=K+1;i<=end;i++){
            if(i>W) sum-=f1[i-W-1];
            res+=sum;
        }
        return res/W;
    }
}
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