奇怪的打印机 III
字数 1169 2025-11-15 02:43:32

奇怪的打印机 III

题目描述
有一个奇怪的打印机,它打印时遵循以下特殊规则:

  • 每次操作可以从任意位置开始到任意位置结束打印一串相同的字符
  • 每次打印会覆盖原有位置上已经存在的字符
  • 打印机初始状态为白纸(可以认为是空字符串)
  • 给定目标字符串s,求打印出目标字符串所需的最少操作次数

例如:

  • 输入:s = "aaabbb"
  • 输出:2
  • 解释:先打印"aaa",再打印"bbb"

解题过程

步骤1:理解问题本质
这个问题要求我们找到最少的打印次数来构造目标字符串。关键观察点:

  • 每次打印只能打印一种字符
  • 新打印会完全覆盖之前打印的内容
  • 我们需要找到最优的打印顺序

步骤2:定义状态
定义dp[i][j]表示打印子串s[i...j]所需的最少操作次数。

步骤3:分析基础情况

  • 当i = j时,即单个字符,只需要1次操作:dp[i][i] = 1
  • 当i > j时,空子串,需要0次操作

步骤4:状态转移分析
考虑子串s[i...j],有两种情况:

情况1:如果s[i] = s[j]
我们可以先打印整个区间为s[i]的颜色,然后再处理中间部分:
dp[i][j] = min(dp[i][j-1], dp[i+1][j])

情况2:如果s[i] ≠ s[j]
我们需要将区间分割成两部分来处理:
dp[i][j] = min(dp[i][k] + dp[k+1][j]),其中i ≤ k < j

步骤5:状态转移方程
综合以上分析:

  • dp[i][i] = 1
  • 对于i < j:
    • 如果s[i] == s[j]:dp[i][j] = min(dp[i][j-1], dp[i+1][j])
    • 如果s[i] ≠ s[j]:dp[i][j] = min(dp[i][k] + dp[k+1][j]),其中k从i到j-1

步骤6:实现细节

  • 使用双重循环,外层循环枚举区间长度,内层循环枚举起始位置
  • 采用自底向上的填表方式

步骤7:示例分析
以s = "aaabbb"为例:

初始化:
dp[0][0] = 1, dp[1][1] = 1, ..., dp[5][5] = 1

长度2:

  • "aa": dp[0][1] = min(dp[0][0], dp[1][1]) = 1
  • "ab": dp[1][2] = min(dp[1][1]+dp[2][2]) = 2
  • 依此类推...

最终dp[0][5] = 2,与预期一致。

步骤8:算法复杂度

  • 时间复杂度:O(n³),其中n为字符串长度
  • 空间复杂度:O(n²)

这个解法通过区间动态规划系统地考虑了所有可能的分割方式,确保了找到最优的打印策略。

奇怪的打印机 III 题目描述 有一个奇怪的打印机,它打印时遵循以下特殊规则: 每次操作可以从任意位置开始到任意位置结束打印一串相同的字符 每次打印会覆盖原有位置上已经存在的字符 打印机初始状态为白纸(可以认为是空字符串) 给定目标字符串s,求打印出目标字符串所需的最少操作次数 例如: 输入:s = "aaabbb" 输出:2 解释:先打印"aaa",再打印"bbb" 解题过程 步骤1:理解问题本质 这个问题要求我们找到最少的打印次数来构造目标字符串。关键观察点: 每次打印只能打印一种字符 新打印会完全覆盖之前打印的内容 我们需要找到最优的打印顺序 步骤2:定义状态 定义dp[ i][ j]表示打印子串s[ i...j ]所需的最少操作次数。 步骤3:分析基础情况 当i = j时,即单个字符,只需要1次操作:dp[ i][ i ] = 1 当i > j时,空子串,需要0次操作 步骤4:状态转移分析 考虑子串s[ i...j ],有两种情况: 情况1:如果s[ i] = s[ j ] 我们可以先打印整个区间为s[ i ]的颜色,然后再处理中间部分: dp[ i][ j] = min(dp[ i][ j-1], dp[ i+1][ j ]) 情况2:如果s[ i] ≠ s[ j ] 我们需要将区间分割成两部分来处理: dp[ i][ j] = min(dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j]),其中i ≤ k < j 步骤5:状态转移方程 综合以上分析: dp[ i][ i ] = 1 对于i < j: 如果s[ i] == s[ j]:dp[ i][ j] = min(dp[ i][ j-1], dp[ i+1][ j ]) 如果s[ i] ≠ s[ j]:dp[ i][ j] = min(dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j ]),其中k从i到j-1 步骤6:实现细节 使用双重循环,外层循环枚举区间长度,内层循环枚举起始位置 采用自底向上的填表方式 步骤7:示例分析 以s = "aaabbb"为例: 初始化: dp[ 0][ 0] = 1, dp[ 1][ 1] = 1, ..., dp[ 5][ 5 ] = 1 长度2: "aa": dp[ 0][ 1] = min(dp[ 0][ 0], dp[ 1][ 1 ]) = 1 "ab": dp[ 1][ 2] = min(dp[ 1][ 1]+dp[ 2][ 2 ]) = 2 依此类推... 最终dp[ 0][ 5 ] = 2,与预期一致。 步骤8:算法复杂度 时间复杂度:O(n³),其中n为字符串长度 空间复杂度:O(n²) 这个解法通过区间动态规划系统地考虑了所有可能的分割方式,确保了找到最优的打印策略。