合并相邻同色方块的最小成本问题(颜色扩展版)
字数 1060 2025-11-16 00:13:57

合并相邻同色方块的最小成本问题(颜色扩展版)

题目描述:
给定一个由不同颜色方块组成的序列,每个方块有一个颜色值和一个权重值。每次操作可以选择两个相邻且颜色相同的方块进行合并,合并后的新方块颜色不变,权重为两个方块的权重之和,合并成本为两个方块的权重之和。重复这个过程直到没有相邻同色方块可以合并。求将所有可能合并完成后的最小总成本。

解题过程:

  1. 问题分析:
  • 我们需要合并相邻的同色方块,直到没有相邻方块颜色相同
  • 每次合并的成本是合并的两个方块的权重之和
  • 目标是找到所有可能合并序列中的最小总成本
  • 这是一个区间动态规划问题,因为合并操作会影响相邻方块的关系
  1. 状态定义:
    定义dp[i][j]表示合并区间[i,j]内的方块所需的最小成本。由于颜色会影响合并的可能性,我们还需要记录合并后区间的颜色信息。

  2. 状态转移方程:
    考虑区间[i,j]:

  • 如果区间内所有方块颜色相同,可以直接计算合并成本
  • 否则,我们需要找到分割点k,将区间分为[i,k]和[k+1,j]
  • 当两个子区间合并后的颜色相同时,它们可以进一步合并

更精确的状态转移:
dp[i][j] = min(dp[i][k] + dp[k+1][j] + cost) 对于所有i ≤ k < j
其中cost的计算需要考虑颜色是否相同

  1. 具体实现细节:
    我们需要维护两个数组:
  • dp[i][j]:区间[i,j]的最小合并成本
  • color[i][j]:区间[i,j]合并后的颜色(如果可合并)

状态转移:
对于每个区间[i,j]:
遍历所有分割点k ∈ [i, j-1]:
如果color[i][k] == color[k+1][j]:
总成本 = dp[i][k] + dp[k+1][j] + (sum_weights[i][k] + sum_weights[k+1][j])
更新dp[i][j]为最小值

  1. 初始化:
  • 单个方块的区间:dp[i][i] = 0,color[i][i] = 方块i的颜色
  • 区间和sum_weights[i][j]可以预处理得到
  1. 计算顺序:
    按照区间长度从小到大计算:
  • 先计算长度为1的区间
  • 然后计算长度为2的区间
  • 依此类推,直到计算整个区间[0,n-1]
  1. 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²)

这个问题的关键在于理解颜色约束对合并操作的影响,以及如何通过区间DP来考虑所有可能的合并顺序,找到成本最小的合并方案。

合并相邻同色方块的最小成本问题(颜色扩展版) 题目描述: 给定一个由不同颜色方块组成的序列,每个方块有一个颜色值和一个权重值。每次操作可以选择两个相邻且颜色相同的方块进行合并,合并后的新方块颜色不变,权重为两个方块的权重之和,合并成本为两个方块的权重之和。重复这个过程直到没有相邻同色方块可以合并。求将所有可能合并完成后的最小总成本。 解题过程: 问题分析: 我们需要合并相邻的同色方块,直到没有相邻方块颜色相同 每次合并的成本是合并的两个方块的权重之和 目标是找到所有可能合并序列中的最小总成本 这是一个区间动态规划问题,因为合并操作会影响相邻方块的关系 状态定义: 定义dp[ i][ j]表示合并区间[ i,j ]内的方块所需的最小成本。由于颜色会影响合并的可能性,我们还需要记录合并后区间的颜色信息。 状态转移方程: 考虑区间[ i,j ]: 如果区间内所有方块颜色相同,可以直接计算合并成本 否则,我们需要找到分割点k,将区间分为[ i,k]和[ k+1,j ] 当两个子区间合并后的颜色相同时,它们可以进一步合并 更精确的状态转移: dp[ i][ j] = min(dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j] + cost) 对于所有i ≤ k < j 其中cost的计算需要考虑颜色是否相同 具体实现细节: 我们需要维护两个数组: dp[ i][ j]:区间[ i,j ]的最小合并成本 color[ i][ j]:区间[ i,j ]合并后的颜色(如果可合并) 状态转移: 对于每个区间[ i,j ]: 遍历所有分割点k ∈ [ i, j-1 ]: 如果color[ i][ k] == color[ k+1][ j ]: 总成本 = dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j] + (sum_ weights[ i][ k] + sum_ weights[ k+1][ j ]) 更新dp[ i][ j ]为最小值 初始化: 单个方块的区间:dp[ i][ i] = 0,color[ i][ i ] = 方块i的颜色 区间和sum_ weights[ i][ j ]可以预处理得到 计算顺序: 按照区间长度从小到大计算: 先计算长度为1的区间 然后计算长度为2的区间 依此类推,直到计算整个区间[ 0,n-1 ] 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²) 这个问题的关键在于理解颜色约束对合并操作的影响,以及如何通过区间DP来考虑所有可能的合并顺序,找到成本最小的合并方案。