使用动态规划计算最小操作次数达到目标状态。
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在您提供的代码中,这是一个使用动态规划解决均分纸牌问题的例子。这个问题的目标是在给定的n堆卡片中,通过移动卡片使得任意两堆之间的数量差不超过1,同时使总移动成本最小。这个算法的核心在于计算出在前i堆卡片中,经过j次移动后,达到最优状态的最小代价。
首先,让我们解释一下变量的含义:
n
:表示堆数。card[i]
:表示第i堆的卡片数量。s[i]
:表示前i堆卡片的总数量。dp[i][j]
:表示在前i堆卡片中,进行j次移动后的最小代价。对于状态转移方程的理解:
第17行 int c = abs(s[i] - q * i - j);
计算的是当前堆栈的期望数量(即均分后的数量)与实际数量的差距。这里的q
是总卡片数除以堆数得到的平均值,i
是当前处理的堆数,j
是已经进行了多少次移动。c
就是当前状态下,为了满足条件,需要调整的数量差异。
第19行 dp[i][j] = min(dp[i-1][j-1] + c, dp[i][j]);
这一行定义了状态转移方程。它有两个部分:
a) dp[i-1][j-1] + c
: 表示在上一个堆的基础上,再做一次移动的成本。这里假设我们从上一个堆中移动了一些卡片到当前堆,使得它们的差值更接近。因此,我们需要加上这次移动的成本c
,并且减少了一次移动次数,即从j减去1。
b) dp[i][j]
: 这是之前计算过的状态,即在当前堆没有进行任何额外移动的情况下,保持之前的移动次数。比较这两者,选择其中较小的一个作为新的dp[i][j]
值,这样可以确保我们总是选取到目前为止的最小代价路径。
简而言之,第19行的逻辑是尝试两种策略:要么在当前堆进行一次移动,要么保持当前位置不动。然后取这两种策略中的最小代价作为当前状态的最优解。这个过程会递归地遍历所有可能的情况,直到找到整个问题的全局最优解。
完整的代码如下:
#include
#include
using namespace std;
const int M=10;
long dp[M][M],card[M],s[M];
int main(){
int n,i,j;
cin>>n;
for (i=1;i<=n;i++){
cin>>card[i];
s[i]=s[i-1]+card[i];
}
int r=s[n]%n,q=s[n]/n;
for(i=1;i<=n;++i){
for(j=0;j<=r;++j){
int c=abs(s[i]-q*i-j);
dp[i][j]=dp[i-1][j]+c;
if(j)
dp[i][j]=min(dp[i-1][j-1]+c,dp[i][j]);
}
}
cout<
这段代码应该能正确地计算出最小移动代价。如果您有任何其他疑问或需要进一步的解释,请随时告诉我。
以下内容由CHATGPT及阿里嘎多学长共同生成、有用望采纳:
【您想要解决的问题】:您提问的目的是要求解释一个使用动态规划求解均分纸牌问题的C++程序中特定代码行的含义,并理解其中的状态转移方程。
【问题出现原因】:这个问题出现的原因可能是您在阅读或尝试理解这个动态规划算法的实现时,对于程序中第17行和第19行的逻辑和状态转移方程的具体含义感到困惑。
【问题解决方案】:
第17行的含义:这一行是在计算当前状态下,将第i堆的卡片移动到第j堆的代价。c
是当前第i堆卡片数与平均数q*i
的差的绝对值,表示为了使第i堆的卡片数达到平均数,需要移动的卡片数。这个代价加上前一个状态的最小代价,就是当前状态的最小代价。
第19行的状态转移方程:这一行是在更新dp[i][j]
的值,它考虑了两种情况:
dp[i-1][j-1]
状态移动卡片到当前状态(即从第i堆移动卡片到第j堆),那么代价是dp[i-1][j-1] + c
。j
不变,即不从第i堆移动卡片到第j堆,那么代价是dp[i-1][j]
。因此,dp[i][j]
的值应该是这两种情况中代价较小的那个。
为了更好地理解,我们可以将状态转移方程改写为:
dp[i][j] = min(dp[i-1][j-1] + c, dp[i-1][j]);
【提供代码】:基于上述解释,下面是修改后的代码,它包含了注释以帮助理解每个部分的功能:
#include
#include
using namespace std;
const int M = 10;
long long dp[M][M], card[M], s[M];
int main(){
int n, i, j;
cin >> n;
for (i = 1; i <= n; i++){
cin >> card[i];
s[i] = s[i - 1] + card[i];
}
int r = s[n] % n, q = s[n] / n;
for(i = 1; i <= n; ++i){
for(j = 0; j <= r; ++j){
int c = abs(s[i] - q * i - j); // 计算当前移动卡片的代价
dp[i][j] = dp[i - 1][j] + c; // 不移动卡片的代价
if(j) {
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i - 1][j - 1] + c); // 移动卡片的代价
}
}
}
cout << dp[n][r] << endl;
return 0;
}
【代码运行方式】:这段代码需要在支持C++的编译环境中运行,如GCC或Visual Studio。编译后,通过命令行输入n和每堆卡片的张数,程序将输出最小移动代价。
【代码预期运行结果】:如果输入n=5和每堆张数分别是5,9,2,12,9,预期输出将是8,这与题目中的例子相符。
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