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[数据结构与算法]构造回文数的最小代价(360笔试题二)

题目如下:

有一个只包含1,2,3,4的数字,可以通过在任意位置增加或删除一位数字来将其变换成一个回文数,但是增加或删除数字所需要的代价是不一样的。

已知增加和删除每个数字的代价如下:

增加一个1,代价:100;删除一个1,代价:120。

增加一个2,代价:200;删除一个2,代价:350。

增加一个3,代价:360;删除一个3,代价:200。

增加一个4,代价:220;删除一个4,代价:320。

请问如何通过最小的代价价将一个数字变换为一个回文数。如果一个数字本身已经是一个回文数(包括一位数,例如:3),那么变换代价为0。

输入建议以字符串接收,输出将该数字变换为回文数的代价。

做这道题之前,可以先看一下leetcode上的一道题:让字符串成为回文串的最少插入次数。

解答这道题后,原来的题目就很好解决了,首先回文串就是从左到右和从右到左遍历是完全一样的结果,这道题有两个思路,都是动态规划,找到状态转移方程求解,第一个是直接对原字符串分析,另一个是将字符串进行反转,求两个串的最长子序列的长度,然后总长度减去最长子序列的长度就是最少操作次数,有兴趣可以试一下这个思路。本文主要是说第一种方法,直接分析原字符串,找出状态转移方程,

首先,dp[i][j]表示字符串位置 i 到 j 为回文串的最少操作次数

当s[i]==s[j]时,dp[i][j]=dp[i+1][j-1] ,因为i位置和j位置上的字符相同,所以位置i到j的字符串变换操作次数取决于i到j中间的字符串变换为回文串的最少操作次数。

否则,说明i位置j位置上的字符不相同,那么i到j位置的字符串变换成回文串的操作次数取决去从i到j-1位置的操作次数和从i+1到j位置的操作次数,哪个小选择变换哪个。SO:

dp[i][j]=min(dp[i+1][j],dp[i][j-1])+1;

?分析到此结束,看代码:(注意两层循环的设定,循环设置方式不唯一)

class Solution {
public:
    int minInsertions(string s) {
        int n = s.size();
        vector<vector<int>>dp(n, vector<int>(n, 0));
        for (int i = n - 2; i >= 0; i--)
        {
            for (int j = i + 1; j < n; j++)
            {
                if (s[i] == s[j])
                    dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1];
                else
                {
                    dp[i][j]=min(dp[i+1][j],dp[i][j-1])+1;
                }
            }
        }
        return dp[0][n-1];
    }
};

?经过上面对于字符串变换的最小操作次数了解后,再回看这道变换为回文数的最小代价题。

首先根据题意,增加和删除的操作代价不相同,因为我们可以自己初始化一个最小代价数组,对于同一个数字,增加和删除的代价我们选择较小的那个。

所以可以定义一个数组arr[5]={0,100,200,200,220},数组的下标代表操作的数字,对应的值就代表操作该数字的代价,比如下标arr[1]=100表示对原串增加一个数字1,代价为100。(因为如果需要操作数字1,增加或删除肯定是选择代价更小的进行)

基于之前的分析,状态转移方程是一个道理,当s[i]==s[j]时,dp[i][j]=dp[i+1][j-1]?

否则,我们不再是直接计算 dp[i][j]=min(dp[i+1][j],dp[i][j-1])+1;

因为上述不关心你操作的数据是多少,获得min(dp[i+1][j],dp[i][j-1])后需要操作字符s[i]还是s[j]不关心,因为不管操作哪一个都只是一次操作,但是本题需要比较不同的选择付出的代价。

我们有两个选择。选择操作s[i],dp[i][j]=arr[s[i]-'0']+dp[i+1][j] 即操作s[i]的代价加上i+1到j区间的字符串的代价;选择操作s[j],dp[i][j]=arr[s[j]-'0']+dp[i][j-1] 即操作s[j]的代价加上i到区间j+1的字符串的代价;我们选取两个选择中代价更小的一个作为dp[i][j]的值。?

结合代码,如下:

#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
int main() {
    string s;
    int arr[5] = { 0,100,200,200,220 };
    cin >> s;
        int n = s.size();
        vector<vector<int>>dp(n, vector<int>(n, 0));
        for (int i = n - 2; i >= 0; i--)
        {
            for (int j = i + 1; j < n; j++)
            {
                if (s[i] == s[j])
                    dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1];
                else
                {
                    int dp1 = dp[i + 1][j] + arr[(s[i] - '0')];
                    int dp2 = dp[i][j - 1] + arr[(s[j] - '0')];
                    dp[i][j] = min(dp1, dp2);
                }
            }
        }
        cout << dp[0][n - 1];
    return 0;
}

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加:2021-07-07 21:20:31  更:2021-07-07 21:20:33 
 
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