代码随想录算法训练营第四三天 | 最后一块石头的重量 II、目标和、一和零

本文主要是介绍代码随想录算法训练营第四三天 | 最后一块石头的重量 II、目标和、一和零，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

最后一块石头的重量 II

class Solution {// dp[j] 容量为j 的背包，最多可以背最大重量为dp[j]。// dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i])// 求 sum/2 = target 的背包最多能装多少，就可以求  sum - dp[target] 最少能装多少// 就可以求 最小的可能重量  (sum - dp[target]) - dp[target] public int lastStoneWeightII(int[] stones) {int sum = 0;for (int i : stones) {sum += i;}int target = sum / 2;int[] dp = new int[target + 1];for (int i = 0; i < stones.length; i++) {for (int j = target; j >= stones[i]; j--) {dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]);}}return sum - 2 * dp[target];}
}

class Solution {public int lastStoneWeightII(int[] stones) {int sum = 0;for (int s : stones) {sum += s;}int target = sum / 2;int[][] dp = new int[stones.length][target + 1];for (int j = stones[0]; j <= target; j++) {dp[0][j] = stones[0];}for (int i = 1; i < stones.length; i++) {for (int j = 1; j <= target; j++) {if (j >= stones[i]) {dp[i][j] = Math.max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - stones[i]] + stones[i]);} else {dp[i][j] = dp[i - 1][j];}}}return (sum - dp[stones.length - 1][target]) - dp[stones.length - 1][target];}
}

目标和

给定一个非负整数数组，a1, a2, …, an, 和一个目标数，S。现在你有两个符号 + 和 -。对于数组中的任意一个整数，你都可以从 + 或 -中选择一个符号添加在前面。

返回可以使最终数组和为目标数 S 的所有添加符号的方法数。

先分析题目：

本题要如何使表达式结果为target，
既然为target，那么就一定有 left组合 - right组合 = target。
left + right = sum，而sum是固定的。right = sum - left
公式来了， left - (sum - left) = target 推导出 left = (target + sum)/2 。
target是固定的，sum是固定的，left就可以求出来。
此时问题就是在集合nums中找出和为left的组合。

回溯方法中的组合问题，但会超时

class Solution {// left组合 - right组合 = target。// left - (sum - left) = target 推导出 left = (target + sum)/2 。// 此时问题就是在集合nums中找出和为left的组合。public int findTargetSumWays(int[] nums, int target) {int sum = 0;for (int i = 0; i < nums.length; i++) sum += nums[i];if (target > sum) return 0;if ((target + sum) % 2 == 1) return 0;int bagSize = (target + sum) / 2;  // bagsize就是要求的和Arrays.sort(nums);backtracking(nums, bagSize, 0, 0);return result.size();}List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();;List<Integer> path = new ArrayList<>();;private void backtracking(int[] nums, int target, int sum, int startIndex) {if (sum == target) result.add(new ArrayList<>(path));for (int i = startIndex; i < nums.length && sum + nums[i] <= target; i++) {sum += nums[i];path.add(nums[i]);backtracking(nums, target, sum, i+1);sum -= nums[i];path.removeLast();}}
}

动态规划 01 背包问题

假设加法的总和是 x，那么减法对应的总和就是 sum - x

所以要求的是 x - (sum - x) = target

x = (target + sum) / 2

问题就转化为，装满容量为x的背包，有几种方法。
之前的背包问题是：求容量为 j 的背包，最多能装多少
本题则是装满有几种方法组合问题
- dp[j] : 填满 j 这么大容积的包，有dp[j]种方法
- dp[j] += dp[j - nums[i]]
- dp[0] = 1
- nums放在外循环，target在内循环，且内循环倒序。

在这里插入图片描述

class Solution {// dp[j] : 填满 j 容积的包，有 dp[j] 种方法// dp[j] += dp[j - nums[i]]   求组合类问题的公式，都是类似这种：// dp[0] = 1// nums放在外循环，target在内循环，且内循环倒序。public int findTargetSumWays(int[] nums, int target) {int sum = 0;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {sum += nums[i];}if (target > sum) return 0;if (target < 0 && sum < -target) return 0;if ((target + sum) % 2 != 0) return 0;int size = (target + sum) / 2;int[] dp = new int[size + 1];dp[0] = 1;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {for (int j = size; j >= nums[i]; j--) {dp[j] += dp[j - nums[i]];}}return dp[size];} 
}

class Solution {public int findTargetSumWays(int[] nums, int target) {// 01背包应用之“有多少种不同的填满背包最大容量的方法“// 易于理解的二维数组解法及详细注释int sum = 0;for (int n: nums) sum += n;if (sum < Math.abs(target)) return 0;if ((sum + target) % 2 != 0) return 0;int left = (sum + target) / 2;// dp[i][j]：遍历到数组第i个数时， left为j时的能装满背包的方法总数int[][] dp = new int[nums.length][left + 1];// 初始化最上行（dp[0][j])，当nums[0] == j时（注意nums[0]和j都一定是大于等于零的，因此不需要判断等于-j时的情况），有唯一一种取法可取到j，dp[0][j]此时等于1// nums[0] <= left 时， 取 nums[0] == j 这个时候 dp 数组= 1 // 其他情况dp[0][j] = 0// java整数数组默认初始值为0if (nums[0] <= left) dp[0][nums[0]] = 1;// 初始化最左列（dp[i][0])// 当从nums数组的索引0到i的部分有n个0时（n > 0)，每个0可以取+/-，因此有2的n次方中可以取到j = 0的方案// n = 0说明当前遍历到的数组部分没有0全为正数，因此只有一种方案可以取到j = 0（就是所有数都不取）int numZeros = 0;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {if (nums[i] == 0) {numZeros++;}dp[i][0] = (int) Math.pow(2, numZeros);}// 递推公式// 当nums[i] > j时，这时候nums[i]一定不能取，所以是dp[i - 1][j]种方案数// nums[i] <= j时，num[i]可取可不取，因此方案数是dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - nums[i]]for (int  i = 1;  i < nums.length; i++) {for (int j = 1; j <= left; j++) {if (nums[i] > j) {dp[i][j] = dp[i - 1][j];}else {dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - nums[i]];}}}return dp[nums.length - 1][left];}
}

一和零

给你一个二进制字符串数组 strs 和两个整数 m 和 n 。

请你找出并返回 strs 的最大子集的长度，该子集中最多有 m 个 0 和 n 个 1 。

如果 x 的所有元素也是 y 的元素，集合 x 是集合 y 的子集。

背包两个维度 m个0 和 n 个1
物品，价值每个都是 1
典型的01背包

class Solution {// dp[i][j] 最多有 i 个 0 和 j 个 1 的strs 的最大子集的大小为 dp[i][j]// dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - zeroNum][j - oneNum] + 1)// 物品的重量有两个维度// 初始为0，保证递推的时候dp[i][j]不会被初始值覆盖。// 外层for循环遍历物品，内层for循环遍历背包容量且从后向前遍历// 物品就是strs里的字符串，背包容量就是题目描述中的m和n。public int findMaxForm(String[] strs, int m, int n) {int[][] dp = new int[m + 1][n + 1];int oneNum, zeroNum;for (String str : strs) {oneNum = 0;zeroNum = 0;for (char ch : str.toCharArray()) {if (ch == '0') zeroNum++;else oneNum++;}for (int i = m; i >= zeroNum; i--) {for (int j = n; j >= oneNum; j--) {dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - zeroNum][j - oneNum] + 1);}}   }return dp[m][n];}
}