Leetcode: NO.887 鸡蛋掉落

末鹿安然 提交于 2020-04-13 20:24:01

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题目

题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/super-egg-drop

你将获得 K 个鸡蛋,并可以使用一栋从 1 到 N 共有 N 层楼的建筑。
每个蛋的功能都是一样的,如果一个蛋碎了,你就不能再把它掉下去。
你知道存在楼层 F ,满足 0 <= F <= N 任何从高于 F 的楼层落下的鸡蛋都会碎,从 F 楼层或比它低的楼层落下的鸡蛋都不会破。
每次移动,你可以取一个鸡蛋(如果你有完整的鸡蛋)并把它从任一楼层 X 扔下(满足 1 <= X <= N)。
你的目标是确切地知道 F 的值是多少。
无论 F 的初始值如何,你确定 F 的值的最小移动次数是多少?




示例 1:

输入:K = 1, N = 2
输出:2
解释:
鸡蛋从 1 楼掉落。如果它碎了,我们肯定知道 F = 0 。
否则,鸡蛋从 2 楼掉落。如果它碎了,我们肯定知道 F = 1 。
如果它没碎,那么我们肯定知道 F = 2 。
因此,在最坏的情况下我们需要移动 2 次以确定 F 是多少。
示例 2:

输入:K = 2, N = 6
输出:3
示例 3:

输入:K = 3, N = 14
输出:4
提示:

1 <= K <= 100
1 <= N <= 10000

解题记录

可以使用动态规划求解

  • 鸡蛋在第n层掉落如果坏掉,说明F<n,并且此时的鸡蛋损失一个,即:K-1,此时需要步数为dp(K-1, n-1) + 1
  • 如果鸡蛋在第n层掉落且没有坏掉,说明F>=n,鸡蛋还是原来的K个,此时需要的步数为dp(K, N-n) + 1
  • 上面的是假设,实际并不知道坏没坏,故需要覆盖全面的话,需要获取最大步数,即:max(dp(K-1, n-1), dp(K, N-n) )+ 1
  • 通过递归的方式获取到所有情况,求出最小值
class Solution {
    int[][] dp;
    int n;
    public int superEggDrop(int K, int N){
        n = N;
        if (N<=2) return N;
        dp = new int[K+1][N+1];
        return getDp(K, N);
    }

    public int getDp(int K, int N){
        if (K == 1|| N==0) return N;
        if (dp[K][N] != 0){
            return dp[K][N];
        }else{
            int res = Integer.MAX_VALUE;
            for (int i=1; i<N+1; i++){
                res = Math.min(res, Math.max(getDp(K, N-i), getDp(K-1, i-1))+1);
            }
            dp[K][N] = res;
            return res;
        }
    }
}

很不幸,这个方法时间没有通过
在这里插入图片描述

进阶

这里换一个思路,看看这些变量K,N,T(目标变量,次数);之前我们是知道K和N来求T,这里K鸡蛋个数不能改变,其实是求N和T之间的关系,那么:

  • 鸡蛋固定,随着T的增加,能够确定的层数(N)也会增高;

那么我们把问题转换为通过次数T和K变量,求能够探知的最高层N,如果N大于等于题目中给定值,返回此时的T即可:

  • dp(K, T)
  • 假设为t次,如果此次掉落,鸡蛋坏了,可以确定F在这层下层,那么K-1,并且用了一次机会,此层可获取下层数为dp(K-1, t-1)
  • 如果鸡蛋没有坏,说明可以确定F在这层上层,用了一次t-1,此层可获取上层数为dp(K, t-1)
  • 加上本层,可以确定N为本层+上层+下层,即: 1 + dp(K, t-1) + dp(K-1, t-1)
  • 至于尝试的最大值,K为1的时候,N次可到N,因此T的最大值不会高于N
class Solution {
    public static int superEggDrop(int K, int N) {
        if (N == 1) return 1;
        int[][] dp = new int[N + 1][K + 1];
        for (int k=1; k<=K; ++k){ 
            dp[1][k] = 1;
        }
        for (int i=2; i<=N; ++i) {
            for(int j=1; j<=K; ++j){
                dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-1][j] + 1;
            }
            if (dp[i][K] >=N){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

在这里插入图片描述

再优化

  • 上面设定了最多尝试次数为N,但是大多情况根本不会到N,在中途就能满足dp[i][K] >=N
  • dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-1][j] + 1,这里的dp是上一层的KK-1之和再加1,只用到了i-1次的数据
  • 因此可以将dp记录使用一个一维数组保存,从后向前循环的话不会破坏之前数据,通过一个变量记录操作次数即可
class Solution {
    public static int superEggDrop(int K, int N) {
        int[] dp = new int[K + 1];
        for (int n=1; n<=N; ++n){
            for (int i = K; i > 0; --i) dp[i] = dp[i] + dp[i-1] + 1;
            if (dp[K]>=N) return n;
        }
        return -1;
    }
}

在这里插入图片描述

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