动态规划之石子游戏

leetcode 877题:博弈类问题

问题描述

亚历克斯和李用几堆石子在做游戏。偶数堆石子排成一行,每堆都有正整数颗石子 piles[i] 。

游戏以谁手中的石子最多来决出胜负。石子的总数是奇数,所以没有平局。

亚历克斯和李轮流进行,亚历克斯先开始。 每回合,玩家从行的开始或结束处取走整堆石头。 这种情况一直持续到没有更多的石子堆为止,此时手中石子最多的玩家获胜。

假设亚历克斯和李都发挥出最佳水平,当亚历克斯赢得比赛时返回 true ,当李赢得比赛时返回 false 。

示例

输入:[5,3,4,5]
输出:true
解释:
亚历克斯先开始,只能拿前 5 颗或后 5 颗石子 。
假设他取了前 5 颗,这一行就变成了 [3,4,5] 。
如果李拿走前 3 颗,那么剩下的是 [4,5],亚历克斯拿走后 5 颗赢得 10 分。
如果李拿走后 5 颗,那么剩下的是 [3,4],亚历克斯拿走后 4 颗赢得 9 分。
这表明,取前 5 颗石子对亚历克斯来说是一个胜利的举动,所以我们返回 true 。

提示:
2 <= piles.length <= 500
piles.length 是偶数。
1 <= piles[i] <= 500
sum(piles) 是奇数。

问题分析

  • 状态:石堆的数量;谁先取石头
  • 选择:从左侧还是右侧取石头
  • 状态转移:
if left > right:
  当前从左侧取石头
  另一个人从左侧石堆+1至右侧石堆之间选取石堆
else:
  当前从右侧取石头
  另一个人从左侧石堆至右侧石堆-1之间选取石堆
  • dp数组定义:遍历第i个石堆到第j 个石堆后a(b)手中的石头数量
  • 边界条件:当最后一个石堆被a拿完之后,游戏结束,即b此时得到的石头数量为0
for (int i=0; i<n;i++){
  dp[i][i][0]=piles[i];
  dp[i][i][1]=0;
}

由状态转移规律以及边界条件可知,我们需要遍历dp数组的上三角区域来逐步推导出0——n-1之间a和b分别取得的石头数量。
C++ 代码

 bool stoneGame(vector<int>& piles) {
        int n = piles.size();
        int dp[n][n][2];
        // vector<vector<vector<int>>>dp(n,vector(n,vector<int>(2))); 
        for(int i=0; i<n; i++){
            dp[i][i][0] = piles[i];
            dp[i][i][1] = 0;
        }
        
        for (int k=2; k<=n; k++){
            for (int i=0; i<=n-k; i++){
                int j = k + i -1;
                int left = piles[i] + dp[i+1][j][1];##当前堆+后面选取的堆的石头数量
                int right = piles[j] + dp[i][j-1][1];
                if(left > right){
                    dp[i][j][0] = left;
                    dp[i][j][1] = dp[i+1][j][0];
                }
                else{
                    dp[i][j][0] = right;
                    dp[i][j][1] = dp[i][j-1][0];
                }
            }

        }
        return dp[0][n-1][0] - dp[0][n-1][1];

    }

时间复杂度:O(n^2/2)

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