剪绳子——jzoffer

如果面试题是求一个问题的最优解(通常是求最大值或者最小值),而且该问题能够分解成若干个子问题,并且子问题之间还有重叠的更小的子问题,就可以考虑用动态规划来解决这个问题。

我们在应用动态规划之前要分析能否把大问题分解成小问题,分解后的每个小问题也存在最优解。如果把小问题的最优解组合起来能够得到整个问题的最优解,那么我们们可以应用动态规划。

由于子问题在分解大问题的过程中重复出现,为了避免重复求解子问题,我们可以用从下往上的顺序先计算小问题的最优解并存储下来,再以此为基础求取大问题的最优解。

动态规划求解问题的特点总结:

  1. 目标是求一个问题的最优解
  2. 整体问题的最优解依赖于各个子问题的最优解
  3. 我们把大问题分解成若干小问题,这些小问题之间还有相互重叠的更小的问题
  4. 从上往下分析问题,从下往上求解问题

贪婪算法和动态规划不一样。当我们应用贪婪算法解决问题的时候,每一步都可以做出一个贪婪的选择,基于这个选择,我们确定能够得到最优解。

题目:给你一根长度为n的绳子,请把绳子剪成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]*k[1]*....*k[m]可能的最大乘积是多少?

  • 动态规划

    class Solution:
        def max_product_afer_cut(self, length):
            # 如果特殊长度的绳子
            if length < 2:
                return 0
            if length == 2:
                return 1
            if length == 3:
                return 2
            
            products = [None] * (length + 1)
            # 如果绳子中有长度为1, 2, 3的段,不用去分剪它们
            products[:4] = (0, 1, 2, 3)
            _max = 0
            # 开始从下往上遍历求出每个小段的最大乘积
            for i in range(4, length+1):
                _max = 0
                for j in range(1, i//2 + 1):
                    pro = products[j] * products[i-j]
                    if _max < pro:
                        _max = pro
                products[i] = _max
            _max = products[length]
            return _max
    
  • 贪婪算法

    class Solution:
        def max_product_after_cut(self, length):
            # 特殊长度的绳子
            if length < 2:
                return 0
            if length == 2:
                return 1
            if length == 3:
                return 2
            
            times_of_three = length // 3
            
            if (length - times_of_three * 3) == 1:
                times_of_three -= 1
            
            times_of_two = length - times_of_three * 3
            return pow(3, times_of_three) * pow(2, times_of_two)
    

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