合并相邻同色方块的最小成本问题(颜色扩展版)
字数 773 2025-11-16 05:03:50
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数组,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保持不变,权重为两个方块权重之和,合并成本为两个方块权重之和。重复这个过程直到无法合并,求最小总合并成本。
解题过程:
- 问题分析:
- 这是一个区间动态规划问题,因为合并操作具有重叠子问题特性
- 我们需要找到一种合并顺序,使得总成本最小
- 关键观察:合并时需要考虑颜色匹配,只有同色方块才能合并
-
状态定义:
定义dp[i][j]表示合并区间[i,j]内所有方块的最小成本 -
状态转移方程:
对于区间[i,j],考虑所有可能的分割点k:
- 如果color[i] = color[k+1],可以考虑将[i,k]和[k+1,j]合并
- 转移方程:dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + sum[i][j])
其中sum[i][j]表示区间[i,j]内所有方块的权重和
- 特殊情况处理:
- 当区间长度为1时,dp[i][i] = 0(不需要合并)
- 当区间内所有方块颜色相同时,可以直接合并
- 当区间内存在多种颜色时,需要找到最优的合并顺序
-
算法步骤:
步骤1:预处理前缀和数组,方便快速计算区间和
步骤2:初始化dp数组,对角线元素设为0
步骤3:按区间长度从小到大进行动态规划
步骤4:对于每个区间[i,j],遍历所有可能的分割点k
步骤5:如果两端颜色匹配,更新dp值
步骤6:最终dp[0][n-1]即为答案 -
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顺序的影响,以及如何通过区间DP找到最优的合并策略。