合并相邻同色方块的最小成本问题(相邻染色限制版本)
字数 1020 2025-11-26 02:07:16

合并相邻同色方块的最小成本问题(相邻染色限制版本)

题目描述:
给定一个由小写字母组成的字符串s,表示一排彩色方块。每次操作可以选择一个连续的同色方块区间,将其染成另一种颜色。但染色操作有一个限制:每次染色时,新颜色必须与相邻区域的颜色不同。我们的目标是用最少的染色次数,将所有方块染成同一种颜色。

解题过程:

  1. 问题分析:
  • 这是一个区间染色问题,需要找到最少的染色次数
  • 每次染色可以覆盖一个连续的同色区间
  • 染色时新颜色必须与相邻区域颜色不同
  • 最终目标是让整个字符串变成单一颜色
  1. 状态定义:
    定义dp[i][j]表示将子串s[i...j]染成同一种颜色所需的最小染色次数。

  2. 状态转移方程:
    考虑区间[i, j]的染色策略:

情况1:如果s[i] == s[j]

  • 我们可以先染整个区间为s[i]的颜色
  • 或者先处理内部区间
  • dp[i][j] = min(dp[i+1][j], dp[i][j-1])

情况2:如果s[i] != s[j]

  • 我们需要将区间分成两部分处理
  • dp[i][j] = min(dp[i][k] + dp[k+1][j]),其中i ≤ k < j

但是这样还不够,我们需要考虑相邻染色限制。更准确的状态转移:

如果s[i] == s[j]:
dp[i][j] = min(dp[i+1][j], dp[i][j-1])
否则:
dp[i][j] = 1 + min(dp[i+1][j], dp[i][j-1])

  1. 边界条件:
  • 当i > j时,dp[i][j] = 0(空区间)
  • 当i == j时,dp[i][j] = 0(单个字符已经是同色)
  1. 算法步骤:
    步骤1:初始化n×n的dp数组,初始值为无穷大
    步骤2:处理长度为1的区间,dp[i][i] = 0
    步骤3:按区间长度从小到大计算
    步骤4:对于每个区间[i, j],根据上述状态转移方程更新dp值
    步骤5:最终答案在dp[0][n-1]中

  2. 示例演示:
    以字符串"aabaa"为例:

  • 长度1:所有dp[i][i] = 0
  • 长度2:"aa":dp=0,"ab":dp=1
  • 逐步计算到整个字符串
  • 最终最小染色次数为2
  1. 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²)

这个解法通过动态规划考虑了所有可能的染色顺序,确保了在相邻染色限制下找到最优解。

合并相邻同色方块的最小成本问题(相邻染色限制版本) 题目描述: 给定一个由小写字母组成的字符串s,表示一排彩色方块。每次操作可以选择一个连续的同色方块区间,将其染成另一种颜色。但染色操作有一个限制:每次染色时,新颜色必须与相邻区域的颜色不同。我们的目标是用最少的染色次数,将所有方块染成同一种颜色。 解题过程: 问题分析: 这是一个区间染色问题,需要找到最少的染色次数 每次染色可以覆盖一个连续的同色区间 染色时新颜色必须与相邻区域颜色不同 最终目标是让整个字符串变成单一颜色 状态定义: 定义dp[ i][ j]表示将子串s[ i...j ]染成同一种颜色所需的最小染色次数。 状态转移方程: 考虑区间[ i, j ]的染色策略: 情况1:如果s[ i] == s[ j ] 我们可以先染整个区间为s[ i ]的颜色 或者先处理内部区间 dp[ i][ j] = min(dp[ i+1][ j], dp[ i][ j-1 ]) 情况2:如果s[ i] != s[ j ] 我们需要将区间分成两部分处理 dp[ i][ j] = min(dp[ i][ k] + dp[ k+1][ j]),其中i ≤ k < j 但是这样还不够,我们需要考虑相邻染色限制。更准确的状态转移: 如果s[ i] == s[ j ]: dp[ i][ j] = min(dp[ i+1][ j], dp[ i][ j-1 ]) 否则: dp[ i][ j] = 1 + min(dp[ i+1][ j], dp[ i][ j-1 ]) 边界条件: 当i > j时,dp[ i][ j ] = 0(空区间) 当i == j时,dp[ i][ j ] = 0(单个字符已经是同色) 算法步骤: 步骤1:初始化n×n的dp数组,初始值为无穷大 步骤2:处理长度为1的区间,dp[ i][ i ] = 0 步骤3:按区间长度从小到大计算 步骤4:对于每个区间[ i, j ],根据上述状态转移方程更新dp值 步骤5:最终答案在dp[ 0][ n-1 ]中 示例演示: 以字符串"aabaa"为例: 长度1:所有dp[ i][ i ] = 0 长度2:"aa":dp=0,"ab":dp=1 逐步计算到整个字符串 最终最小染色次数为2 时间复杂度:O(n³),空间复杂度:O(n²) 这个解法通过动态规划考虑了所有可能的染色顺序,确保了在相邻染色限制下找到最优解。