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486. 预测赢家
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题目描述
给定一个表示分数的非负整数数组。 玩家 1 从数组任意一端拿取一个分数,随后玩家 2 继续从剩余数组任意一端拿取分数,然后玩家 1 拿,…… 。每次一个玩家只能拿取一个分数,分数被拿取之后不再可取。直到没有剩余分数可取时游戏结束。最终获得分数总和最多的玩家获胜。
给定一个表示分数的数组,预测玩家1是否会成为赢家。你可以假设每个玩家的玩法都会使他的分数最大化。
示例 1:
输入:[1, 5, 2]
输出:False
解释:一开始,玩家1可以从1和2中进行选择。
如果他选择 2(或者 1 ),那么玩家 2 可以从 1(或者 2 )和 5 中进行选择。如果玩家 2 选择了 5 ,那么玩家 1 则只剩下 1(或者 2 )可选。
所以,玩家 1 的最终分数为 1 + 2 = 3,而玩家 2 为 5 。
因此,玩家 1 永远不会成为赢家,返回 False 。
示例 2:
输入:[1, 5, 233, 7]
输出:True
解释:玩家 1 一开始选择 1 。然后玩家 2 必须从 5 和 7 中进行选择。无论玩家 2 选择了哪个,玩家 1 都可以选择 233 。
最终,玩家 1(234 分)比玩家 2(12 分)获得更多的分数,所以返回 True,表示玩家 1 可以成为赢家。
提示:
1 <= 给定的数组长度 <= 20.
数组里所有分数都为非负数且不会大于 10000000 。
如果最终两个玩家的分数相等,那么玩家 1 仍为赢家。
解题思路
先理解递归再去理解动态规划
1.递归
2.动态规划
可以通过简单的例子[1,5]、[1,2,5]对动态规划进行理解
DP动态规划是从下往上,填表的顺序也能反映出来。
解释1.1
对于偶数个数字的数组,玩家1一定获胜。因为如果玩家1选择拿法A,玩家2选择拿法B,玩家1输了。则玩家1换一种拿法选择拿法B,因为玩家1是先手,所以玩家1一定可以获胜。
- 对于只有一个数字的子数组,即
i=j
,dp[i,i] = num[i]
,因为玩家1先手拿了这一个分数,玩家2就没得拿了,所以是最优拿法。 - 对于两个数字的子数组,即
j-i=1
,dp[i,j]=abs(num[i]-num[j])
,玩家1先手拿两个数中大的一个,所以玩家1一定比玩家2多两个数字差的绝对值,为最优拿法。 - 对于j-i>1的子数组,如果玩家1先手拿了i,则玩家1手里有num[i]分,则玩家2一定会按照
[i+1..j]
这个子数组中的最优拿法去拿,于是玩家2此时手里相当于有dp[i+1,j]
分,于是玩家1比玩家2多num[i]-dp[i+1,j]
分。如果玩家1先手拿了j,则玩家1手里有num[j]
分,则玩家2一定会按照[i..j-1]
这个子数组中的最优拿法去拿,于是玩家2此时手里相当于有dp[i,j-1]
分,于是玩家1比玩家2多num[j]-dp[i,j-1]
分。数组的填充方向是从下往上,从左到右。
解释1.2
甲乙比赛,甲先手面对区间[i...j]
时,dp[i][j]
表示甲对乙的净胜分。
最终求的就是,甲先手面对区间[0...n-1]
时,甲对乙的净胜分dp[0][n-1]
是否>=0
。
甲先手面对区间[i...j]
时,
- 如果甲拿
nums[i]
,那么变成乙先手面对区间[i+1...j]
,这段区间内乙对甲的净胜分为dp[i+1][j]
;那么甲对乙的净胜分就应该是nums[i] - dp[i+1][j]
。 - 如果甲拿
nums[j]
,同理可得甲对乙的净胜分为是nums[j] - dp[i][j-1]
。
以上两种情况二者取大即可。
综上所述,状态转移方程如下:
状态转移方程:dp[i][j] = max(nums[i] - dp[i + 1][j], nums[j] - dp[i][j - 1])
解释1.3
-
初始化时,dp[i,i] =nums[i]; 意味着如果只有一个nums[i]可以拿,先手玩家拿走了,nums[i] 也就是多出来的分数
-
dp[i,j]表示先手玩家从nums[i]拿到nums[j]时,比后手玩家多的最大分数
-
对于dp[i,j]来说,先手玩家有两种拿法,一种是拿开头的数,一种是拿结尾的数
-
如果先拿了nums[i],也就是意味着先手玩家目前的分数是nums[i]+后手玩家获得的最大分数的相反值,也就是
dp[i,j] = nums[i]+(-dp[i+1,j])
这里的dp[i+1,j]
表示是后手玩家比先手玩家多的最大分数, -
同理如果先拿了nums[j],也就是意味着先手玩家目前的分数是nums[j]+后手玩家获得的最大分数的相反值,也就是dp[i][j] = nums[j]+(-dp[i,j-1])这里的dp[i,j-1]表示是后手玩家比先手玩家多的最大分数
-
而每一步,先手玩家都想拿到最大的分数,最后才有机会赢,所以最终的转移方程是:dp[i][j] =max{nums[i]+(-dp[i+1,j]), nums[j]+(-dp[i,j-1])}
-
最后要求的值时dp[0,n-1]也就是dp的右上角的数,判断这个数是否大于0,大于0意味着先手玩家比后手玩家多,会赢
写出状态转移方程之后该如何填表呢?
AC代码
public class Solution {
// 状态转移方程:dp[i][j] = max(nums[i] - dp[i + 1][j], nums[j] - dp[i][j - 1])
public boolean PredictTheWinner(int[] nums) {
int len = nums.length;
int[][] dp = new int[len][len];
// dp[i][j]:作为先手,在区间 nums[i..j] 里进行选择可以获得的相对分数
for (int i = 0; i < len; i++) {
dp[i][i] = nums[i];
}
for (int j = 1; j < len; j++) {
for (int i = j - 1; i >= 0; i--) {
dp[i][j] = Math.max(nums[i] - dp[i + 1][j], nums[j] - dp[i][j - 1]);
}
}
return dp[0][len - 1] >= 0;
}
}