算法练习:只有两个键的键盘(数学法,动态规划)

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计算机软件开发 2024-9-13 02:17:25 100 0 来自 中国
一.前言

又到了记载代码的时间了,这道题来自LeetCode,只有两个键的键盘:
最初记事本上只有一个字符 'A' 。你每次可以对这个记事本举行两种使用:
Copy All(复制全部):复制这个记事本中的全部字符(不答应仅复制部分字符)。
Paste(粘贴):粘贴 上一次 复制的字符。
给你一个数字 n ,你必要使用最少的使用次数,在记事本上输出 恰好 n 个 'A' 。返回可以或许打印出 n 个 'A' 的最少使用次数。
下面给出两个例子:
示例1:
输入:3
输出:3
表明:
最初, 只有一个字符 'A'。
第 1 步, 使用 Copy All 使用。
第 2 步, 使用 Paste 使用来得到 'AA'。
第 3 步, 使用 Paste 使用来得到 'AAA'。
示例2:
输入:n = 1
输出:0
二.题解

起首说说笔者写这道题的履历吧,不怕大家笑话,这道题我足足写了3小时...最开始看到这道题的时间我想的是我可以将 n 从前的使用 A 的次数以次数为键用 Hashmap 存起来,然后碰到 n 的时间直接去 Hashmap 内里拿,当我去提交的时间,发现有些测试用例是过不了的,比若说741。然后我重新思考,发现可以用递归,但是由于思考深度不敷,又有一些情况没思量到,去提交的又数次失败...真的恼火。
由于递归从最开始就没思量到那种情况,因此改起来特殊贫苦,而这不得不使我重新选择一条路出发。以是由此看来啊,做题之前真要静下心来思考,思考范围要广一点。
接下来就说第一种方法,我称之为数学规律法。
1.数学规律法

先举一些简朴的例子:
当输入不同的 n 时,对应输出的值:1 = 02 = 1 2 --> 2次//由于必要复制一次,粘贴一次,因此是27 = 1 2 3 4 5 6 7 --> 7次// 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 712 = 1 2 3 6 12 --> 7次 //2 + 1 + 2 + 2 = 718 = 1 2 3 6 9 18 --> 8次 //2 + 1 + 2 + 1 +2 = 825 = 1 2 3 4 5 10 15 20 25 --> 10次 //2 + 1 + 1 + 2 +1 + 1 + 1 + 1 = 10741 = 35次 --> 这个待会讲既然是数学方法,固然要运用强大的数学规律,我们过细观察一番会发现:如果是质数那么它的最小使用次数就是它自己,对于非质数,比如说 12 ,上面得出 6 次答案的过程我们倒着看分成3个片断,12 <- 6  ||  6 <-  3 || 3 <- 2 <- 1。
起首来看 12 <- 6 这一个片断,6 如果要成为 12 必须先全部复制再粘贴,也就是说这里会有2次使用;再看 6 <- 3,3 如果要成为 6 也必须先全部复制再粘贴,也会有2次使用;末了看 3 <- 2 <- 1 这个片断,1 如果要成为 3 必要全部复制、粘贴、粘贴,也就是要3次。我们再来看看这样一个东西:12 除以 2 便是 6,这里使用次数+2,6 除以 2 便是 3,这里使用次数+2,3 除以 3 便是 1,这里使用次数+3。2 + 2 + 3 = 6。你会惊讶的发现:只必要找到能整除n的除数,之后全部加起来就便是末了答案了。
不信赖?再来试一个!25 除以 5 便是 5,使用次数+5;5 除以 5 便是 1,使用次数+5,终极答案:5 + 5 = 10。是不是感觉有点神奇?其实这就是质因数的分解,25 能分成 5  和 5。12 能分成 2 和 2 和 3 ,因此最小使用数为7。因此最上面的 741 分解质因数为 19 和 13 和 3,以是其最小使用数为 35。
这种方法靠近双百,附图:

1.jpg 数学规律法代码

class Solution {    public int minSteps(int n) {        int result = 0;        int i;        //当 n 被分解到 1 时,退出循环        while(n != 1){            for( i = 2; i <= n; i++){            //遍历找出能整除 n 的 i                if(n % i == 0){                    n /= i;                    //result加上能整除 n 的 i                    result += i;                    i = 2;//乐成整除 n 后,举行新的 i 循环,找出下一个能整除 n 的i                }            }        }    return result;    }}2.动态规划(LeetCode官方题解)

1.动态规划本领

先简朴说说动态规划的一些本领吧。

  • 确定好dp数组的寄义,肯定要明确dp所表现的是什么
  • 动态规划的数据通常是由前面一个数据推导演变而来的,因此必要得出推导公式
  • 末了就是dp数组的初始化了,这个必要额外留意,由于初始化一旦有问题,就会导致终极答案堕落
2.思绪

举个例子,照旧拿 12 来说吧,12 = 1 -> 2 -> 3 -> 6 -> 12,我们会发现要得出 12 的最小使用次数,必要知道 6 的最小使用次数再加上复制粘贴的次数(2次),进而必要知道 3 的最小使用次数再加上复制粘贴的次数(2次)...总的来说就是如果要找出 i 个 A ,则肯定要先找到 i 的因数 j ,而后通过 i / j 次复制粘贴得到 i 个 A 因此会发现这个递推规律:

2.png
此中, j | i 表现 j 能整除 i ,i / j 表现复制粘贴的次数。对于每一个 f 只必要便是最小的 f[j] + i / j。
class Solution {    public int minSteps(int n) {        int[] f = new int[n + 1];        for (int i = 2; i <= n; ++i) {            f = Integer.MAX_VALUE;            for (int j = 1; j <= i; ++j) {                if (i % j == 0) {                    f = Math.min(f, f[j] + i / j);                }            }        }        return f[n];    }}
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