【动态规划】【C++算法】2518. 好分区的数目

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本文涉及知识点

动态规划汇总

LeetCode:2518. 好分区的数目

给你一个正整数数组 nums 和一个整数 k 。
分区的定义是：将数组划分成两个有序的组，并满足每个元素恰好存在于某一个组中。如果分区中每个组的元素和都大于等于 k ，则认为分区是一个好分区。
返回不同的好分区的数目。由于答案可能很大，请返回对 109 + 7 取余后的结果。
如果在两个分区中，存在某个元素 nums[i] 被分在不同的组中，则认为这两个分区不同。
示例 1：
输入：nums = [1,2,3,4], k = 4
输出：6
解释：好分区的情况是 ([1,2,3], [4]), ([1,3], [2,4]), ([1,4], [2,3]), ([2,3], [1,4]), ([2,4], [1,3]) 和 ([4], [1,2,3]) 。
示例 2：
输入：nums = [3,3,3], k = 4
输出：0
解释：数组中不存在好分区。
示例 3：
输入：nums = [6,6], k = 2
输出：2
解释：可以将 nums[0] 放入第一个分区或第二个分区中。
好分区的情况是 ([6], [6]) 和 ([6], [6]) 。
参数范围：
1 <= nums.length, k <= 1000
1 <= nums[i] <= 10⁹

动态规划

动态规划的状态表示

暴力做法：dp[i][j][m] 记录前i个数子，第一个分区和为j，第二个分区和为m。这样时间复杂度O(10⁹)超时。

状态优化

j+m 显然等于y= $\Large\sum_{x:0}^{i-1}$ nums[x]
$\begin{cases} 第一个分区和为pre,第二个分区和为j-pre & pre<k \\ 第一个分区和大于等于k，第二个分区和pre-k & pre\in[k,2k] \end{cases}$
pre[j]表示前i个数的形成的分区数量,dp[j]表示前i+1个数。

动态规划的转移方程

分两种情况：nums[i] 属于分区一，属于分区二。

动态规划的初始值

pre[0]=1，其它等于0。

动态规划的填表顺序

i从0到大，前者状态更新后置状态。

动态规划的返回值

pre.back()。

代码

核心代码

template<int MOD = 1000000007>
class C1097Int
{
public:C1097Int(long long llData = 0) :m_iData(llData% MOD){}C1097Int  operator+(const C1097Int& o)const{return C1097Int(((long long)m_iData + o.m_iData) % MOD);}C1097Int& operator+=(const C1097Int& o){m_iData = ((long long)m_iData + o.m_iData) % MOD;return *this;}C1097Int& operator-=(const C1097Int& o){m_iData = (m_iData + MOD - o.m_iData) % MOD;return *this;}C1097Int  operator-(const C1097Int& o){return C1097Int((m_iData + MOD - o.m_iData) % MOD);}C1097Int  operator*(const C1097Int& o)const{return((long long)m_iData * o.m_iData) % MOD;}C1097Int& operator*=(const C1097Int& o){m_iData = ((long long)m_iData * o.m_iData) % MOD;return *this;}bool operator<(const C1097Int& o)const{return m_iData < o.m_iData;}C1097Int pow(long long n)const{C1097Int iRet = 1, iCur = *this;while (n){if (n & 1){iRet *= iCur;}iCur *= iCur;n >>= 1;}return iRet;}C1097Int PowNegative1()const{return pow(MOD - 2);}int ToInt()const{return m_iData;}
private:int m_iData = 0;;
};class Solution {
public:int countPartitions(vector<int>& nums, int k) {vector<C1097Int<>> vPre(2 * k + 1);vPre[0] = 1;long long llSum = 0;for (const auto& n : nums){			vector<C1097Int<>> dp(2 * k + 1);for (int pre = 0; pre <= 2 * k; pre++){const long long sum1 = (pre < k) ? pre : k;const long long sum2 = min((long long)k,((pre < k) ? (llSum - pre) : (pre - k)));//分区一const long long sum11 = min((long long)k, sum1 + n);const long long sum22 = min((long long)k, sum2 + n);auto Updata = [&dp,&vPre, &pre,&k] (long long sum1, long long sum2){if (sum1 < k){dp[sum1] += vPre[pre];}else{dp[k+sum2] += vPre[pre];}};Updata(sum11, sum2);Updata(sum1, sum22);}vPre.swap(dp);llSum += n;}return vPre.back().ToInt();}
};

测试用例


template<class T>
void Assert(const T& t1, const T& t2)
{assert(t1 == t2);
}template<class T>
void Assert(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{if (v1.size() != v2.size()){assert(false);return;}for (int i = 0; i < v1.size(); i++){Assert(v1[i], v2[i]);}}int main()
{	vector<int> nums;int k;{Solution sln;nums = { 1, 2, 3, 4 }, k = 4;auto res = sln.countPartitions(nums, k);Assert(res,6);}{Solution sln;nums = { 3, 3, 3 }, k = 4;auto res = sln.countPartitions(nums, k);Assert(res, 0);}{Solution sln;nums = { 6,6 }, k = 2;auto res = sln.countPartitions(nums, k);Assert(res, 2);}}

2023年2月

class C1097Int
{
public:
C1097Int(int iData = 0) :m_iData(iData)
{

 }C1097Int  operator+(const C1097Int& o)const{return C1097Int(((long long)m_iData + o.m_iData) % s_iMod);}C1097Int&  operator+=(const C1097Int& o){m_iData = ((long long)m_iData + o.m_iData) % s_iMod;return *this;}C1097Int&  operator-=(const C1097Int& o){m_iData = (m_iData + s_iMod  - o.m_iData) % s_iMod;return *this;}C1097Int  operator*(const C1097Int& o)const{return((long long)m_iData *o.m_iData) % s_iMod;}C1097Int&  operator*=(const C1097Int& o){m_iData =((long long)m_iData *o.m_iData) % s_iMod;return *this;}bool operator<(const C1097Int& o)const{return m_iData < o.m_iData;}C1097Int& pow( int n)const{C1097Int iRet = 1, iCur = *this;while (n){if (n & 1){iRet *= iCur;}iCur *= iCur;n >>= 1;}return iRet;}C1097Int PowNegative1(){return pow(s_iMod - 2);}int ToInt()const{return m_iData;}

private:
int m_iData = 0;;
static const int s_iMod = 1000000007;
};

int operator+(int iData, const C1097Int& int1097)
{
int iRet = int1097.operator+(C1097Int(iData)).ToInt();
return iRet;
}

int& operator+=(int& iData, const C1097Int& int1097)
{
iData = int1097.operator+(C1097Int(iData)).ToInt();
return iData;
}

int operator*(int iData, const C1097Int& int1097)
{
int iRet = int1097.operator*(C1097Int(iData)).ToInt();
return iRet;
}

int& operator*=(int& iData, const C1097Int& int1097)
{
iData = int1097.operator*(C1097Int(iData)).ToInt();
return iData;
}

class Solution {
public:
int countPartitions(vector& nums, int K) {
//pre0 记录选取的数组和低于k，pre1 记录选取的数组和超过k，未选取的数组和低于k
vector pre0(K), pre1(K);
pre0[0] = 1;
C1097Int iRet;
long long llSum = 0;
for (const auto& n : nums)
{
llSum += n;
vector dp0 = pre0, dp1 = pre1;
iRet += iRet;//已经符合要求的，选取不选取都符合
//选取
for (int pr = 0; pr < K; pr++)
{
const int iSelSum = pr + n;
const auto& preValue = pre0[pr];
if (0 == preValue.ToInt())
{
continue;
}
if (iSelSum< K)
{
dp0[iSelSum] += preValue;
}
else
{
const long long llNoSelSum = llSum - iSelSum;
if (llNoSelSum >= K)
{
iRet += preValue;
}
else
{
dp1[llNoSelSum] += preValue;
}
}
}
//不选取
for (int pr = 0; pr < K; pr++)
{
const int iNoSelSum = pr + n;
const auto& preValue = pre1[pr];
if (0 == preValue.ToInt())
{
continue;
}
if (iNoSelSum < K)
{
dp1[iNoSelSum] += preValue;
}
else
{
iRet += preValue;
}
}
pre0.swap(dp0);
pre1.swap(dp1);
}
return iRet.ToInt();
}
};

扩展阅读

视频课程

有效学习：明确的目标及时的反馈拉伸区（难度合适），可以先学简单的课程，请移步CSDN学院，听白银讲师（也就是鄙人）的讲解。
https://edu.csdn.net/course/detail/38771

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闻缺陷则喜是一个美好的愿望，早发现问题，早修改问题，给老板节约钱。
子墨子言之：事无终始，无务多业。也就是我们常说的专业的人做专业的事。
如果程序是一条龙，那算法就是他的是睛