环形石子合并的最大得分问题
字数 931 2025-11-05 23:45:42

环形石子合并的最大得分问题

题目描述:
有n堆石子排成一个环形,每堆石子的数量用数组stones表示,其中stones[i]表示第i堆石子的数量。每次操作可以将相邻的两堆石子合并为一堆,合并的得分是新一堆石子的数量(即两堆石子数量之和)。重复这个过程直到所有石子合并成一堆。请计算所有合并方案中能获得的最大总得分。

解题过程:

  1. 问题分析:这是一个经典的区间动态规划问题。由于石子排成环形,我们需要将环形问题转化为线性问题。常用的方法是将原数组复制一份接在后面,这样长度为2n的线性数组就包含了所有可能的环形区间。

  2. 状态定义:定义dp[i][j]表示将区间[i,j]内的所有石子合并成一堆能获得的最大得分。

  3. 状态转移方程:

    • 当i = j时,只有一堆石子,不需要合并,得分为0
    • 当i < j时,我们需要在区间[i,j]内找到一个分割点k(i ≤ k < j),将区间分成[i,k]和[k+1,j]两部分
    • 合并得分为:dp[i][k] + dp[k+1][j] + sum(i,j)
    • 其中sum(i,j)表示区间[i,j]内所有石子的数量之和
  4. 预处理前缀和:为了快速计算区间和,我们需要预处理前缀和数组prefix,其中prefix[i]表示前i堆石子的数量和。

  5. 环形处理:将原数组复制一份,形成长度为2n的新数组,然后在这个长度为2n的数组上进行动态规划。

  6. 最终答案:在所有的长度为n的区间中,找出最大的dp值。

具体步骤:

  1. 如果n=1,直接返回0(只有一堆石子,不需要合并)
  2. 创建长度为2n的新数组newStones,将原数组复制两份
  3. 计算前缀和数组prefix,长度为2n+1
  4. 初始化dp数组为0
  5. 按区间长度从2到n进行遍历(因为长度为1的区间得分为0)
  6. 对于每个区间长度len,遍历所有起始位置i
  7. 计算结束位置j = i + len - 1
  8. 遍历所有可能的分割点k
  9. 更新dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + prefix[j+1] - prefix[i])
  10. 在所有长度为n的区间中找出最大值

时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²)

环形石子合并的最大得分问题 题目描述: 有n堆石子排成一个环形,每堆石子的数量用数组stones表示,其中stones[ i ]表示第i堆石子的数量。每次操作可以将相邻的两堆石子合并为一堆,合并的得分是新一堆石子的数量(即两堆石子数量之和)。重复这个过程直到所有石子合并成一堆。请计算所有合并方案中能获得的最大总得分。 解题过程: 问题分析:这是一个经典的区间动态规划问题。由于石子排成环形,我们需要将环形问题转化为线性问题。常用的方法是将原数组复制一份接在后面,这样长度为2n的线性数组就包含了所有可能的环形区间。 状态定义:定义dp[ i][ j]表示将区间[ i,j ]内的所有石子合并成一堆能获得的最大得分。 状态转移方程: 当i = j时,只有一堆石子,不需要合并,得分为0 当i < j时,我们需要在区间[ i,j]内找到一个分割点k(i ≤ k < j),将区间分成[ i,k]和[ k+1,j ]两部分 合并得分为:dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j ] + sum(i,j) 其中sum(i,j)表示区间[ i,j ]内所有石子的数量之和 预处理前缀和:为了快速计算区间和,我们需要预处理前缀和数组prefix,其中prefix[ i ]表示前i堆石子的数量和。 环形处理:将原数组复制一份,形成长度为2n的新数组,然后在这个长度为2n的数组上进行动态规划。 最终答案:在所有的长度为n的区间中,找出最大的dp值。 具体步骤: 如果n=1,直接返回0(只有一堆石子,不需要合并) 创建长度为2n的新数组newStones,将原数组复制两份 计算前缀和数组prefix,长度为2n+1 初始化dp数组为0 按区间长度从2到n进行遍历(因为长度为1的区间得分为0) 对于每个区间长度len,遍历所有起始位置i 计算结束位置j = i + len - 1 遍历所有可能的分割点k 更新dp[ i][ j] = max(dp[ i][ j], dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j] + prefix[ j+1] - prefix[ i ]) 在所有长度为n的区间中找出最大值 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²)