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力扣887题:用动态规划算法解决鸡蛋掉落问题

1天前

力扣887题:用动态规划算法解决鸡蛋掉落问题 力扣题解 动态规划 状态转移方程 C++ 第1张

一、题目解读

力扣887题目:给定K个鸡蛋和N层楼,通过最少的扔鸡蛋次数确定鸡蛋摔碎的临界楼层F(F≤N)。需输出最小扔鸡蛋次数。题目难点在于如何通过有限鸡蛋测试所有可能楼层,并找到最优策略。

二、解题思路

动态规划(DP)求解。核心思想:定义状态dp[m][k]为m次操作和k个鸡蛋能确定的最大楼层数。通过推导状态转移方程,逐层递进计算最优解。关键在于理解“鸡蛋碎与不碎”的分支情况对后续测试层数的影响。

三、解题步骤

1. 状态定义:dp[m][k]表示m次操作、k个鸡蛋能检测的最大楼层。

2. 边界处理:初始化dp[0][k]=0(无操作无法检测),dp[m][1]=m(仅1个鸡蛋需逐层测试)。

3. 状态转移推导:

○ 若第m次操作鸡蛋碎:剩余m-1次操作和k-1个鸡蛋,可检测dp[m-1][k-1]层;

○ 若鸡蛋未碎:剩余m-1次操作和k个鸡蛋,可检测dp[m-1][k]层;

○ 总可检测层数为两者之和+当前层,即dp[m][k] = dp[m-1][k-1] + dp[m-1][k] + 1。

4. 循环求解:从m=1开始递增,直至dp[m][K]≥N,此时m即为最小次数。

四、代码与注释

class Solution {
public:
    int superEggDrop(int k, int n) {
        // dp[m][k]表示k个鸡蛋m次操作能确定的最大楼层数
        vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(k + 1, 0));
        
        int m = 0; // 操作次数
        while (dp[m][k] < n) { // 当可检测层数不足N时,递增m
            m++;
            for (int i = 1; i <= k; ++i) { // 更新各状态
                // 状态转移方程:dp[m][i] = dp[m-1][i-1] + dp[m-1][i] + 1
                dp[m][i] = dp[m-1][i-1] + dp[m-1][i] + 1;
            }
        }
        return m; // 返回最小操作次数
    }
};

五、总结

1. 算法核心:动态规划通过子问题最优解推导全局解,状态转移方程基于“碎与不碎”的二进制决策。

2. 优化方向:原解法时间复杂度为O(KN),可进一步优化至O(KlogN)或利用数学公式推导(如等差数列求和)。

3. 实际应用:适用于资源受限的决策问题,如测试成本最小化场景。

4. 关键点:理解状态定义与转移逻辑,避免陷入暴力递归的误区。


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