移除盒子问题(进阶版)
字数 938 2025-11-13 12:38:47

移除盒子问题(进阶版)

题目描述:
给定一个整数数组 boxes,其中 boxes[i] 表示盒子的颜色。每次操作,你可以移除一些连续的相同颜色的盒子,获得 k × k 的分数(其中 k 是移除的盒子数量)。重复这个过程,直到所有盒子都被移除。求能获得的最大总分数。

解题过程:

  1. 问题分析
  • 这是一个三维区间DP问题,比传统的二维区间DP更复杂
  • 关键难点:移除中间某个连续段后,原本不相邻的同色盒子会相邻,产生连锁反应
  • 需要记录的状态:区间[i,j] + 区间右侧与boxes[j]相同颜色的盒子数量
  1. DP状态定义
    定义 dp[i][j][k] 表示:
  • 区间 [i, j] 的盒子
  • 在区间右侧有 k 个与 boxes[j] 颜色相同的盒子
  • 在这种情况下,能获得的最大分数
  1. 状态转移思路
    对于区间 [i, j],考虑两种策略:
  • 策略1:直接移除末尾的连续同色盒子
  • 策略2:在区间内寻找与末尾同色的位置,将区间分割
  1. 状态转移方程
    情况1:直接移除末尾
    dp[i][j][k] = dp[i][j-1][0] + (k+1)²

情况2:在区间内寻找分割点
对于所有位置 p (i ≤ p < j),如果 boxes[p] == boxes[j]:
dp[i][j][k] = max(dp[i][j][k], dp[i][p][k+1] + dp[p+1][j-1][0])

  1. 边界条件
  • 当 i > j 时,分数为0
  • 当 i == j 时,dp[i][j][k] = (k+1)²
  1. 计算顺序
  • 按区间长度从小到大计算
  • 对于每个区间,枚举所有可能的k值
  1. 算法实现步骤
    步骤1:初始化三维DP数组
    步骤2:处理长度为1的区间
    步骤3:依次处理长度从2到n的区间
    步骤4:对于每个区间[i,j],枚举k从0到n
    步骤5:应用两种状态转移策略
    步骤6:最终答案为dp[0][n-1][0]

  2. 时间复杂度优化

  • 使用记忆化搜索可以避免不必要的状态计算
  • 预处理相同颜色的位置关系

这个问题的难点在于需要三维状态来记录右侧的连续同色盒子数量,通过合理的状态设计和转移,可以高效解决这个复杂的区间动态规划问题。

移除盒子问题(进阶版) 题目描述: 给定一个整数数组 boxes,其中 boxes[ i ] 表示盒子的颜色。每次操作,你可以移除一些连续的相同颜色的盒子,获得 k × k 的分数(其中 k 是移除的盒子数量)。重复这个过程,直到所有盒子都被移除。求能获得的最大总分数。 解题过程: 问题分析 这是一个三维区间DP问题,比传统的二维区间DP更复杂 关键难点:移除中间某个连续段后,原本不相邻的同色盒子会相邻,产生连锁反应 需要记录的状态:区间[ i,j] + 区间右侧与boxes[ j ]相同颜色的盒子数量 DP状态定义 定义 dp[ i][ j][ k ] 表示: 区间 [ i, j ] 的盒子 在区间右侧有 k 个与 boxes[ j ] 颜色相同的盒子 在这种情况下,能获得的最大分数 状态转移思路 对于区间 [ i, j ],考虑两种策略: 策略1:直接移除末尾的连续同色盒子 策略2:在区间内寻找与末尾同色的位置,将区间分割 状态转移方程 情况1:直接移除末尾 dp[ i][ j][ k] = dp[ i][ j-1][ 0 ] + (k+1)² 情况2:在区间内寻找分割点 对于所有位置 p (i ≤ p < j),如果 boxes[ p] == boxes[ j ]: dp[ i][ j][ k] = max(dp[ i][ j][ k], dp[ i][ p][ k+1] + dp[ p+1][ j-1][ 0 ]) 边界条件 当 i > j 时,分数为0 当 i == j 时,dp[ i][ j][ k ] = (k+1)² 计算顺序 按区间长度从小到大计算 对于每个区间,枚举所有可能的k值 算法实现步骤 步骤1:初始化三维DP数组 步骤2:处理长度为1的区间 步骤3:依次处理长度从2到n的区间 步骤4:对于每个区间[ i,j ],枚举k从0到n 步骤5:应用两种状态转移策略 步骤6:最终答案为dp[ 0][ n-1][ 0 ] 时间复杂度优化 使用记忆化搜索可以避免不必要的状态计算 预处理相同颜色的位置关系 这个问题的难点在于需要三维状态来记录右侧的连续同色盒子数量,通过合理的状态设计和转移,可以高效解决这个复杂的区间动态规划问题。