【813. 最大平均值和的分组】

news2025/1/19 14:25:04

来源：力扣（LeetCode）

描述：

给定数组 nums 和一个整数 k 。我们将给定的数组 nums 分成最多 k 个相邻的非空子数组。分数由每个子数组内的平均值的总和构成。

注意我们必须使用 nums 数组中的每一个数进行分组，并且分数不一定需要是整数。

返回我们所能得到的最大分数是多少。答案误差在 10-6 内被视为是正确的。

示例 1:

输入: nums = [9,1,2,3,9], k = 3
输出: 20.00000
解释: 
nums 的最优分组是[9], [1, 2, 3], [9]. 得到的分数是 9 + (1 + 2 + 3) / 3 + 9 = 20. 
我们也可以把 nums 分成[9, 1], [2], [3, 9]. 
这样的分组得到的分数为 5 + 2 + 6 = 13, 但不是最大值.

示例 2:

输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 4
输出: 20.50000

提示:

1 <= nums.length <= 100
1 <= nums[i] <= 10⁴
1 <= k <= nums.length

方法：前缀和 + 记忆化搜索

我们可以先预处理得到前缀和数组 s，方便快速得到子数组的和。

然后设计一个函数 dfs(i, k)，表示从数组下标 iii 开始，最多分成 k 组的最大平均值和。答案即为 dfs(0, k)。

函数 dfs(i, k) 的执行逻辑如下：

当 i = n 时，表示已经遍历到数组末尾，此时返回 0。
当 k = 1 时，表示只剩下一组，此时返回从下标 i 开始到数组末尾的平均值。
否则，我们在 [i, … n − 1] 的范围内枚举分组的结束位置 jjj，计算从下标 i 到下标 j 的平均值，以及从下标 j + 1 开始，最多分成 k − 1 组的最大平均值和。取其中的最大值作为答案。

为了避免重复计算，我们可以用数组 fff 记忆化函数 dfs(i, k) 的返回值。

代码：

class Solution {
public:
    double largestSumOfAverages(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        int s[n + 1];
        double f[n][k + 1];
        s[0] = 0;
        memset(f, 0, sizeof f);
        for (int i = 0; i < n; ++i) s[i + 1] = s[i] + nums[i];
        function<double(int, int)> dfs = [&](int i, int k) -> double {
            if (i == n) return 0;
            if (k == 1) return (s[n] - s[i]) * 1.0 / (n - i);
            if (f[i][k]) return f[i][k];
            double ans = 0;
            for (int j = i; j < n; ++j) {
                double t = (s[j + 1] - s[i]) * 1.0 / (j - i + 1) + dfs(j + 1, k - 1);
                ans = max(ans, t);
            }
            return f[i][k] = ans;
        };
        return dfs(0, k);
    }
};