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Leetcode 486 预测赢家


题目描述

给定一个表示分数的非负整数数组。 玩家1从数组任意一端拿取一个分数,随后玩家2继续从剩余数组任意一端拿取分数,然后玩家1拿,……。每次一个玩家只能拿取一个分数,分数被拿取之后不再可取。直到没有剩余分数可取时游戏结束。最终获得分数总和最多的玩家获胜。

给定一个表示分数的数组,预测玩家1是否会成为赢家。你可以假设每个玩家的玩法都会使他的分数最大化。

示例1:

输入: [1, 5, 2]
输出: False
解释: 一开始,玩家1可以从1和2中进行选择。
如果他选择2(或者1),那么玩家2可以从1(或者2)和5中进行选择。如果玩家2选择了5,那么玩家1则只剩下1(或者2)可选。
所以,玩家1的最终分数为 1 + 2 = 3,而玩家2为 5。
因此,玩家1永远不会成为赢家,返回 False。

示例2:

输入: [1, 5, 233, 7]
输出: True
解释: 玩家1一开始选择1。然后玩家2必须从5和7中进行选择。无论玩家2选择了哪个,玩家1都可以选择233。
最终,玩家1(234分)比玩家2(12分)获得更多的分数,所以返回 True,表示玩家1可以成为赢家。

提示:

  • 1 <= 给定的数组长度 <= 20.
  • 数组里所有分数都为非负数且不会大于10000000。
  • 如果最终两个玩家的分数相等,那么玩家1仍为赢家。

考点

动态规划,博弈

思路

对于偶数个数字的数组,玩家1一定获胜。因为如果玩家1选择拿法A,玩家2选择拿法B,玩家1输了。则玩家1换一种拿法选择拿法B,因为玩家1是先手,所以玩家1一定可以获胜。

对于奇数个数字的数组,利用动态规划(dynamic programming)计算。 首先证明最优子结构性质。对于数组[1..n]中的子数组[i..j],假设玩家1在子数组[i..j]中的拿法是最优的,即拿的分数比玩家2多出最多。假设玩家1拿了i,则[i+1..j]中玩家1拿的方法也一定是最优的。利用反证法证明:如果玩家1在[i+1..j]中有更优的拿法,即玩家1在[i+1...j]可以拿到更多的分数,则玩家在[i..j]中拿到的分数就会比假设的最优拿法拿到的分数更多,显然矛盾。如果玩家1拿了j,同理可证矛盾。 所以当前问题的最优解包含的子问题的解一定也是子问题的最优解。

对于只有一个数字的子数组,即i=j,dp[i][i] = nums[i],因为玩家1先手拿了这一个分数,玩家2就没得拿了,所以是最优拿法。 对于两个数字的子数组,即j-i=1,dp[i][j]=abs(nums[i]-nums[j]),玩家1先手拿两个数中大的一个,所以玩家1一定比玩家2多两个数字差的绝对值,为最优拿法。 对于j-i>1的子数组,如果玩家1先手拿了i,则玩家1手里有nums[i]分,则玩家2一定会按照[i+1..j]这个子数组中的最优拿法去拿,于是玩家2此时手里相当于有dp[i+1][j]分,于是玩家1比玩家2多nums[i]-dp[i+1][j]分。如果玩家1先手拿了j,则玩家1手里有nums[j]分,则玩家2一定会按照[i..j-1]这个子数组中的最优拿法去拿,于是玩家2此时手里相当于有dp[i][j-1]分,于是玩家1比玩家2多nums[j]-dp[i][j-1]分。数组的填充方向是从下往上,从左到右,最后填充的是dp[1][n]。

代码

执行用时: 52ms, 内存消耗: 12.8MB

class Solution:
    def PredictTheWinner(self, nums: List[int]) -> bool:
        L = len(nums)
        if L % 2 == 0:
            return True
        dp = [[0] * L for _ in range(L)]
        for i in range(L-1, -1, -1):
            for j in range(i, L):
                if i == j:
                    dp[i][j] = nums[i]
                elif i + 1 == j:
                    dp[i][j] = abs(nums[i] - nums[j])
                else:    
                    dp[i][j] = max(nums[i] - dp[i+1][j], nums[j] - dp[i][j-1])
        return True if dp[0][L-1] >= 0 else False