环形石子合并问题(最大得分版本)
字数 976 2025-11-19 20:47:30

环形石子合并问题(最大得分版本)

问题描述:
有n堆石子排成一个环形,每堆石子有一定的数量。现在要将这些石子合并成一堆,合并规则是每次只能合并相邻的两堆石子,合并的得分是新堆的石子数。请计算合并的最大总得分。

解题过程:

让我们通过一个具体例子来理解:石子堆为[3,4,5,2]

  1. 问题分析:
  • 环形结构意味着我们需要考虑所有可能的起点
  • 每次合并相邻两堆,得分是合并堆的石子总数
  • 目标是最大化总得分
  1. 关键思路:
    将环形问题转化为线性问题。对于环形数组,我们可以通过复制数组来模拟所有可能的起点情况。

  2. 状态定义:
    设dp[i][j]表示合并从第i堆到第j堆石子所能获得的最大得分。

  3. 状态转移方程:
    对于区间[i,j],我们可以枚举最后一次合并的位置k:
    dp[i][j] = max(dp[i][k] + dp[k+1][j] + sum[i][j])
    其中sum[i][j]表示从i到j的石子总数

  4. 具体步骤:

步骤1:预处理前缀和
原始数组:3,4,5,2
环形处理:将数组复制一份得到[3,4,5,2,3,4,5,2]
计算前缀和prefix,prefix[i]表示前i个元素的和

步骤2:初始化DP表
对于单个石子堆,dp[i][i] = 0(不需要合并)

步骤3:按区间长度递推
从长度为2开始,逐步计算到长度为n:

  • 长度为2时:
    dp[0][1] = 3+4 = 7
    dp[1][2] = 4+5 = 9
    dp[2][3] = 5+2 = 7
    dp[3][4] = 2+3 = 5

  • 长度为3时:
    以[0,2]为例:
    分割点k=1:dp[0][1]+dp[2][2]+sum[0,2] = 7+0+12 = 19
    dp[0][2] = 19

  • 长度为4时(完整环形):
    我们需要考虑所有可能的起点:
    起点0:dp[0][3]
    起点1:dp[1][4](在扩展数组中)
    起点2:dp[2][5]
    起点3:dp[3][6]

  1. 最终答案:
    在所有的起点对应的dp[i][i+n-1]中取最大值

  2. 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²)

这个算法的核心在于通过复制数组将环形问题转化为线性问题,然后使用标准的区间DP方法求解。

环形石子合并问题(最大得分版本) 问题描述: 有n堆石子排成一个环形,每堆石子有一定的数量。现在要将这些石子合并成一堆,合并规则是每次只能合并相邻的两堆石子,合并的得分是新堆的石子数。请计算合并的最大总得分。 解题过程: 让我们通过一个具体例子来理解:石子堆为[ 3,4,5,2 ] 问题分析: 环形结构意味着我们需要考虑所有可能的起点 每次合并相邻两堆,得分是合并堆的石子总数 目标是最大化总得分 关键思路: 将环形问题转化为线性问题。对于环形数组,我们可以通过复制数组来模拟所有可能的起点情况。 状态定义: 设dp[ i][ j ]表示合并从第i堆到第j堆石子所能获得的最大得分。 状态转移方程: 对于区间[ i,j ],我们可以枚举最后一次合并的位置k: dp[ i][ j] = max(dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j] + sum[ i][ j ]) 其中sum[ i][ j ]表示从i到j的石子总数 具体步骤: 步骤1:预处理前缀和 原始数组:3,4,5,2 环形处理:将数组复制一份得到[ 3,4,5,2,3,4,5,2 ] 计算前缀和prefix,prefix[ i ]表示前i个元素的和 步骤2:初始化DP表 对于单个石子堆,dp[ i][ i ] = 0(不需要合并) 步骤3:按区间长度递推 从长度为2开始,逐步计算到长度为n: 长度为2时: dp[ 0][ 1 ] = 3+4 = 7 dp[ 1][ 2 ] = 4+5 = 9 dp[ 2][ 3 ] = 5+2 = 7 dp[ 3][ 4 ] = 2+3 = 5 长度为3时: 以[ 0,2 ]为例: 分割点k=1:dp[ 0][ 1]+dp[ 2][ 2]+sum[ 0,2 ] = 7+0+12 = 19 dp[ 0][ 2 ] = 19 长度为4时(完整环形): 我们需要考虑所有可能的起点: 起点0:dp[ 0][ 3 ] 起点1:dp[ 1][ 4 ](在扩展数组中) 起点2:dp[ 2][ 5 ] 起点3:dp[ 3][ 6 ] 最终答案: 在所有的起点对应的dp[ i][ i+n-1 ]中取最大值 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²) 这个算法的核心在于通过复制数组将环形问题转化为线性问题,然后使用标准的区间DP方法求解。