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1444. 切披萨的方案数
题目描述:
实现代码与解析:
二维后缀和 + 动态规划
原理思路:
1444. 切披萨的方案数
题目描述:
给你一个 rows x cols
大小的矩形披萨和一个整数 k
,矩形包含两种字符: 'A'
(表示苹果)和 '.'
(表示空白格子)。你需要切披萨 k-1
次,得到 k
块披萨并送给别人。
切披萨的每一刀,先要选择是向垂直还是水平方向切,再在矩形的边界上选一个切的位置,将披萨一分为二。如果垂直地切披萨,那么需要把左边的部分送给一个人,如果水平地切,那么需要把上面的部分送给一个人。在切完最后一刀后,需要把剩下来的一块送给最后一个人。
请你返回确保每一块披萨包含 至少 一个苹果的切披萨方案数。由于答案可能是个很大的数字,请你返回它对 10^9 + 7 取余的结果。
示例 1:
输入:pizza = ["A..","AAA","..."], k = 3 输出:3 解释:上图展示了三种切披萨的方案。注意每一块披萨都至少包含一个苹果。
示例 2:
输入:pizza = ["A..","AA.","..."], k = 3 输出:1
示例 3:
输入:pizza = ["A..","A..","..."], k = 1 输出:1
提示:
1 <= rows, cols <= 50
rows == pizza.length
cols == pizza[i].length
1 <= k <= 10
pizza
只包含字符'A'
和'.'
。
实现代码与解析:
二维后缀和 + 动态规划
class Solution {
public:
int ways(vector<string>& pizza, int k) {
int m = pizza.size(), n = pizza[0].size(), mod = 1e9 + 7;
vector<vector<vector<int>>> f(k, vector<vector<int>>(m, vector<int>(n)));
vector<vector<int>> apples(m + 1, vector<int>(n + 1)); // 后缀和
// 后缀和 与 初始化dp数组
for (int i = m - 1; i >= 0; i--)
{
for (int j = n - 1; j >= 0; j--)
{
apples[i][j] = apples[i + 1][j] + apples[i][j + 1] - apples[i + 1][j + 1] + (pizza[i][j] == 'A');
f[0][i][j] = apples[i][j] > 0;
}
}
for (int kk = 1; kk < k; kk++)
{
for (int i = 0; i < m; i++)
{
for (int j = 0; j < n; j++)
{
// 选择此刀的切割位置
// 水平切, 遍历切的位置
for (int a = i + 1; a < m; a++)
{
// 上面的一块中至少要有一个苹果
if (apples[i][j] > apples[a][j])
{
f[kk][i][j] = (f[kk][i][j] + f[kk - 1][a][j]) % mod;
}
}
// 垂直切
for (int b = j + 1; b < n; b++)
{
// 左侧块中至少有一个苹果
if (apples[i][j] > apples[i][b])
{
f[kk][i][j] = (f[kk][i][j] + f[kk - 1][i][b]) % mod;
}
}
}
}
}
return f[k - 1][0][0];
}
};
原理思路:
apples 数组,后缀和用于记录一块披萨中的苹果数量,用一块中的左上角来代替此块含有的苹果数。
此题的关键是,dp[ k ][ i ][ j ] 的含义:代表还剩下 k 刀没切,剩下的是左上角为 i ,j 的披萨状态时的切割方案总数。这是我自己的理解,力扣上dp数组定义的含义感觉不如我这样写和解释更直观,不过原理肯定是一样的。
知道dp数组的含义,就很好写了。
首先计算 apples 数组,这个就不用解释了,不会的话,建议去学习一下前缀和,二维前缀和的基础算法就行,同时初始化一下dp。
初始化dp数组:显然在还需要切0刀,剩下最后一块披萨中有苹果时,表示切好了,是一种情况,赋值为1,否则不成立赋值为0;
f[0][i][j] = apples[i][j] > 0;
遍历顺序:一定是先遍历切割刀数,因为就比如一个形状披萨状态下,切两刀肯定需要切一刀的状态递推而来,后面根据递推式也能看出来。
递推方程:两种切法分类讨论:
水平切:肯定是从第一行下边开始切,总不能切空气吧,所以是 i + 1 开始遍历,然后切完后上面的那块中一定要有苹果,所以需要判断一下,切完此刀后,剩下的大块需要再切 kk - 1刀,我们就不用再去遍历了,dp数组含义就是这个,根据这个写出递推式。
递推式:f[ kk ][ i ][ j ] = (f[ kk ][ i ][ j ] + f[ kk - 1 ][ a ][ j ]) % mod;
垂直切:与水平切同理,直接给出递推式:
递推式:f[ kk ][ i ][ j ] = (f[ kk ][ i ][ j ] + f[ kk - 1 ][ i ][ b ]) % mod;
最后,返回结果,显然,在初始状态还剩切k - 1刀时是我们需要的结果状态。
return f[ k - 1 ][ 0 ][ 0 ];
结束。