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网易 合唱团

tags: 动态规划


题目原文

题目描述 有 n 个学生站成一排,每个学生有一个能力值,牛牛想从这 n 个学生中按照顺序选取 k 名学生,要求相邻两个学生的位置编号的差不超过 d,使得这 k 个学生的能力值的乘积最大,你能返回最大的乘积吗?

输入描述:

每个输入包含 1 个测试用例。每个测试数据的第一行包含一个整数 n (1 <= n <= 50),表示学生的个数,接下来的一行,包含 n 个整数,按顺序表示每个学生的能力值 ai(-50 <= ai <= 50)。接下来的一行包含两个整数,k 和 d (1 <= k <= 10, 1 <= d <= 50)。

输出描述:

输出一行表示最大的乘积。

示例1

输入

3

7 4 7

2 50

输出

49

题目大意

有 n 个学生站成一排,每个学生有一个能力值,牛牛想从这 n 个学生中按照顺序选取 k 名学生,要求相邻两个学生的位置编号的差不超过 d,使得这 k 个学生的能力值的乘积最大,你能返回最大的乘积吗?

解题思路

题目分析

题目要求n各学生中选择k个,使这k个学生的能力值乘积最大。这是一个最优化的问题。另外,在优化过程中,提出了相邻两个学生的位置编号差不超过d的约束。

如果不用递归或者动态规划,问题很难手,并且,限制条件d也需要对每一个进行束,编程十分复杂

所以,解决的方法是采用动态规划(理由:1.求解的是最优化问题;2.可以分解为最优子结构)

问题分解

1.对该问题的分解是关键。

从n个学生中,选择k个,可以看成是:先从n个学生里选择最后1个,然后在剩下的里选择k-1个,并且让这1个和前k-1个满足约束条件

2.数学描述

为了能够编程实现,需要归纳出其递推公式,而在写递推公式之前,首先又需要对其进行数学描述

记输入数组为arr, 记第k个人的位置为i,则可以用f[k].[i]表示最后一人位置为i的时候, 从中选取k个人的最大的乘积。求解f[k].[i], 可以将其分解为子问题, 即f[k-1].[p]与arr[i]的乘积, 这里arr[i]是指输入数组i处的值, f[k-1].[p]指的是最后一人位置为p的时候从中选取k-1的人的最优解, 根据题目要求, p的位置是有限制的, 相邻元素的位置差不超过d, 所以p的取值范围为i-d<=p<=i-1, 所以枚举上述p范围内的 f[k-1].[p] 与 arr[i] 相乘, 取最大值, 就得到了f[k].[i]. 上面的过程灭有考虑arr元素为负值的情况, 所以需要保存连个数组, 分别是最大值和最小值

这里不直接用递归的原因和斐波那契数列相同, 防止重复计算. 保存中间结果为一个表, 从前向后计算, 降低计算量

然后,它的子问题,需要从one前面的left个人里面,选择k-1个,这里left表示k-1个人中最后一个(即第k-1个)人的位置,因此,子问题可以表示成f[left].[k-1].

这里需要注意的是一定要对fm和fn的值进行初始化为0,否则每次第一次进入到第三个循环时,fm[k], [i]的值都是随机的,得不到正确答案。

两个注意点:

  • 相邻的两名学生在排列中的编号不能超过d(d由题目输入给出)
  • 学生能力值可以为负.

c++ 知识点

long long整型有两种:long long和unsigned long long。在C++11中,标准要求long long整型可以在不同平台上有不同的长度,但至少有64位。我们在写常数字面量时,可以使用LL后缀(或是ll)标识一个long long类型的字面量,而ULL(或ull、Ull、uLL)表示一个unsigned long long类型的字面量。比如:

long long int lli = -9000000000000000000LL; unsigned long long int ulli = -9000000000000000000ULL;

同其他的整型一样,要了解平台上long long大小的方法就是查看(或<limits.h>中的宏)。与long long整型相关的一共有3个:LLONG_MIN、LLONG_MAX和ULLONG_MIN,它们分别代表了平台上最小的long long值、最大的long long值,以及最大的unsigned long long值。

参考

牛客网编程题——合唱团(网易2017)

清晰解题: 网易笔试合唱团

《合唱团》算法解析(含思路解答示意图)【牛客网编程题——JAVA实现】

代码

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include <climits>
using namespace std;

int main(){
    int n,temp;
    cin>>n;
    vector<int> arr;
    arr.resize(n);
    
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin>>temp;
        arr[i]=temp;
    }
    
    int K,D;
    cin>>K>>D;
    
    long long int res=LLONG_MIN;
    long long int fm[10][50]={0},fn[10][50]={0};
    
    for (int i=0;i<n;i++){
        fm[0][i]=arr[i];
        fn[0][i]=arr[i];
    }
    
    
    for (int i=0;i<n;i++){
        for(int k=1;k<K;k++){
            for(int j=i-1;j>=0 && i-j<=D;--j){
                fm[k][i]=max(fm[k][i],max(fm[k-1][j]*arr[i],fn[k-1][j]*arr[i]));
                fn[k][i]=min(fn[k][i],min(fm[k-1][j]*arr[i],fn[k-1][j]*arr[i]));
            }
        }
        res=max(res,fm[K-1][i]);
    }
    cout<<res;
    return 0;
}
#-*- coding:utf-8 -*-
n = int(raw_input())
arr = map(int,raw_input().split())
K,D = map(int,raw_input().split())
 
fm = [ ([0]*n) for i in range(K) ] # k*d
fn = [ ([0]*n) for i in range(K) ] # k*d
res=0
#fm,fn表示 能力值的最大值和最小值,因为有正有负
#fm[k][i]表示从n个人中选取k+1个人时最大的能力值,i表示第k个人的位置
for i in range(n):
    fm[0][i]=arr[i]
    fn[0][i]=arr[i]
    
for i in range(n):
    for k in range(1,K):
        for j in range(i-1,max(0,i-D)-1,-1):
            #之所以要max(fm[k][i],是要取本组循环中最大/小的值
                fm[k][i] = max(fm[k][i],max(fm[k-1][j]*arr[i], fn[k-1][j]*arr[i]))
                fn[k][i] = min(fn[k][i],min(fm[k-1][j]*arr[i], fn[k-1][j]*arr[i]))
    res=max(res,fm[K-1][i])
print res