Python解
转载一下写的比较好的一个博客https://www.cnblogs.com/willwuss/p/12256475.html
简单说以下自己看懂的三种方法
1.暴力递归(不建议)
设函数F(n,k)返回的是给定n,k所返回的最小试验次数。
Case1:当n=0时,根据已知不用实验即可得到结果,故F(0,k)=0
Case2:当k=1且n>0时,实际上就是示例1的情况,从第一层开始尝试,最差情况一直到最后一层故F(n,k)=n,n>0。
Case3:对于一般化情况进行分析,第一个棋子是从第i层扔的,此时会有两种情况:
1.棋子碎了,总数量-1变成k-1,并且从第i层下面开始搜索,F(i,k) = F(i-1,k-1);
2.棋子没碎,总数量仍为k,从第i层上面开始扔,F(n-i,k)
为了得到最差情况,我们应该选两者中较大的情况即max{F(i-1,k-1),F(n-i,k)}+1,+1表示在第i层扔了一次,由于i的取值为[1,n],因此F(n,k) = min{max{F(i-1,k-1),F(n-i,k)} ( )}+1。(不建议使用 第三个样例在Pycharm中会崩溃) 时间复杂度为O(n!)
class Solution: def solve(self,n ,k ): if n<1&nbs***bsp;k<1: return 0 return self.helper(n,k) def helper(self,n,k): if n==0:return 0 if k==1:return n mins = 0x7fffffff for i in range(1,n): mins = min(mins,max(self.helper(i-1,k-1),self.helper(n-i,k))) return mins+1
2.动态规划
在上述过程中,不难发现整个过程中的各个情况实际上是存在递推式的,我们不妨建立矩阵dp,维数为{n+1,k+1},矩阵中的每个元素dp[i][j]都表示F(i,j)。初始位置正如1中所分析的Case1和Case2,我们用n=3,k=2为例,初始条件,tbd表示待定
对于其余位置,我们建立递推式即dp[n][k] = min{max{dp[i-1][k-1],dp[n-i][k]}+1
class Solution1: def solve(self , n , k ): # write code here if n<1&nbs***bsp;k<1: return 0 if k==1: return n dp = [[0]*(k+1) for i in range(n+1)] for i in range(1,n+1): dp[i][1] = i for i in range(1,k+1): dp[1][i] = 1 for i in range(2,n+1): for j in range(2,k+1): mins = 0x7fffffff for m in range(1,i+1): mins = min(mins,max(dp[m-1][j-1],dp[i-m][j])) dp[i][j] = mins+1 return dp
3.最优解法
最优解比一上各种方法都快。首先我们换个角度来看这个问题,以上各种方法解决问题是N层楼有K个棋子最少仍多少次。现在反过来看K个棋子如果可以仍M次,最多可以解决多少楼层这个问题。根据上文实现的函数可以生成下表。在这个表中记作map, map[i][j]的意义为i个棋子仍j次最多搞定的楼层数.
通过研究map表发现,第一排的值从左到有一次为1,2,3...,第一纵列都为0, 初次之外的其他位置(i, j),都有 map[i][j] == map[i][j-1] + map[i-1][j-1] + 1.
将设i个棋子仍j次最多搞定m层楼,“搞定最多”说明每次仍的位置都是最优的且在棋子肯定够用的情况下,若第1个棋子仍在a层楼是最优的。
如果第1个棋子以碎,那么就向下,看i-1个棋子扔j-1次最多搞定多少层楼;
如果第1个棋子没碎,那么就向上,看i个棋子扔j-1次最多搞定多少层楼;
a层楼本身也是被搞定的1层;
1、2、3的总楼数就是i个棋子扔j次最多搞定的楼数,map表的生成过程极为简单,同时数值增长的极快。原始问题可以通过map表得到很好的解决。
例如,想求5个棋子搞定200层楼最少扔多少次的问题,注意到第5行第8列对应的值为218,是第5行的所有值中第一次超过200的值,则可以知道5个棋子搞定200层楼最少扔8次。同时在map表中其实9列10列的值也完全可以不需要计算,因为算到第8列就已经搞定,那么时间复杂度得到进一步的优化。另外还有一个特别重要的优化,我们知道N层楼完全用二分的方式扔logN+1次就直接可以确定哪层楼是会碎的最低层楼,所以当棋子数大于logN+1时,我们就可以返回logN+1.
如果棋子数位K,楼数位N, 最终的结果位M次,那么最优解的时间复杂度为O(KxM), 在棋子数大于logN+1时,时间复杂度为O(logN). 在只要1个棋子的时候, KxM等于N, 在其他情况下 KxM要比N得多import math class Solution: def solve(self , n , k ): if n<1&nbs***bsp;k<1: return 0 if k==1: return n bsTimes = math.log2(n)+1 if k>bsTimes:return bsTimes dp = [0]*k res = 0 while True: res = res+1 previous = 0 for i in range(len(dp)): tmp = dp[i] dp[i] = dp[i]+previous+1 previous = tmp if (dp[i]>=n): return res