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6029 射箭比赛中的最大得分(dfs、零一背包问题求解具体方案)

小美人鱼失去的腿 2022-03-20 阅读 26
算法

1. 问题描述:

Alice 和 Bob 是一场射箭比赛中的对手。比赛规则如下:
Alice 先射 numArrows 支箭,然后 Bob 也射 numArrows 支箭。
分数按下述规则计算:
箭靶有若干整数计分区域,范围从 0 到 11 (含 0 和 11)。
箭靶上每个区域都对应一个得分 k(范围是 0 到 11),Alice 和 Bob 分别在得分 k 区域射中 ak 和 bk 支箭。如果 ak >= bk ,那么 Alice 得 k 分。如果 ak < bk ,则 Bob 得 k 分
如果 ak == bk == 0 ,那么无人得到 k 分。
例如,Alice 和 Bob 都向计分为 11 的区域射 2 支箭,那么 Alice 得 11 分。如果 Alice 向计分为 11 的区域射 0 支箭,但 Bob 向同一个区域射 2 支箭,那么 Bob 得 11 分。给你整数 numArrows 和一个长度为 12 的整数数组 aliceArrows ,该数组表示 Alice 射中 0 到 11 每个计分区域的箭数量。现在,Bob 想要尽可能 最大化 他所能获得的总分。
返回数组 bobArrows ,该数组表示 Bob 射中 0 到 11 每个 计分区域的箭数量。且 bobArrows 的总和应当等于 numArrows 。如果存在多种方法都可以使 Bob 获得最大总分,返回其中 任意一种 即可。

示例 1:

输入:numArrows = 9, aliceArrows = [1,1,0,1,0,0,2,1,0,1,2,0]
输出:[0,0,0,0,1,1,0,0,1,2,3,1]
解释:上表显示了比赛得分情况。
Bob 获得总分 4 + 5 + 8 + 9 + 10 + 11 = 47 。
可以证明 Bob 无法获得比 47 更高的分数。

示例 2:

输入:numArrows = 3, aliceArrows = [0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,2]
输出:[0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0]
解释:上表显示了比赛得分情况。
Bob 获得总分 8 + 9 + 10 = 27 。
可以证明 Bob 无法获得比 27 更高的分数。
 
提示:

1 <= numArrows <= 10 ^ 5
aliceArrows.length == bobArrows.length == 12
0 <= aliceArrows[i], bobArrows[i] <= numArrows
sum(aliceArrows[i]) == numArrows

2. 思路分析:

3. 代码如下:

dfs:

from typing import List


class Solution:
    # 使用全局变量maxs记录最大得分
    maxs = None

    # m表示总共有m枝箭, u表示当前递归的位置, count为Bob赢当前需要箭的数量, s为当前状态下的最大得分
    def dfs(self, m: int, u: int, count: int, s: int, a: List[int], rec: List[int], res: List[int]):
        # 大于当前有的箭的数量
        if count > m: return
        if u == len(a):
            if self.maxs <= s:
                self.maxs = s
                # 记录对应的方案, 注意需要[:]才能够修改res, res = rec[:]不可以修改, 或者声明一个全局变量来记录也可以
                res[:] = rec[:]
                res[i] += m - count        
            return
        # 当前回合是Bob赢所以至少需要a[u] + 1枝箭, 每一个回合赢的箭的最少数量是确定的
        t = rec[u]
        rec[u] = a[u] + 1
        self.dfs(m, u + 1, count + a[u] + 1, s + u, a, rec, res)
        # 回溯, 当前这个回合不是Bob赢所以将其恢复到未修改的状态
        rec[u] = t
        self.dfs(m, u + 1, count, s, a, rec, res)

    def maximumBobPoints(self, m: int, a: List[int]) -> List[int]:
        n = len(a)
        rec, res = [0] * n, list()
        # maxs记录最大得分
        self.maxs = 0
        self.dfs(m, 0, 0, 0, a, rec, res)
        return res

二维零一背包求解具体方案:因为需要求解具体的方案所以需要使用二维数组来记录dp值,然后逆序递推即可,不过python提交上去超时了:

from typing import List


class Solution:
    def maximumBobPoints(self, m: int, v: List[int]) -> List[int]:
        n = len(v)
        dp = [[0] * (m + 10) for i in range(n + 10)]
        for i in range(1, n + 1):
            for j in range(m + 1):
                dp[i][j] = dp[i - 1][j]
                if j >= v[i - 1] + 1:
                    dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - 1][j - (v[i - 1] + 1)] + i - 1)
        res = [0] * n
        j, count = m, 0
        for i in range(n, 0, -1):
            if j >= v[i - 1] + 1 and dp[i][j] == dp[i - 1][j - v[i - 1] - 1] + i - 1:
                j -= v[i - 1] + 1
                res[i - 1] = v[i - 1] + 1
                count += v[i - 1] + 1
        res[0] += m - count
        return res
class Solution {
    // java代码可以通过, 时间复杂度为10 ** 6
    public int[] maximumBobPoints(int m, int[] v) {
        int n = v.length;
        int [][]dp = new int[n + 10][m + 10];
        for (int i = 1; i <= n; ++i){
            for (int j = 0; j <= m; ++j){
                dp[i][j] = dp[i - 1][j];
                if (j >= v[i - 1] + 1){
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j - v[i - 1] - 1] + i - 1);
                }
            }
        }
        int j = m, count = 0;
        int []res = new int[n];
        for (int i = n; i >= 1; --i){
            if (j >= v[i - 1] + 1 && dp[i][j] == dp[i - 1][j - v[i - 1] - 1] + i - 1){
                j -= v[i - 1] + 1;
                res[i - 1] = v[i - 1] + 1;
                count += v[i - 1] + 1;
            }
        }
        for (int i = 0; i < n; ++i){
            if (res[i] > 0){
                res[i] += m - count;
                break;
            }
        }
        return res;
    }
}
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