作者:Grey
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有一个整型数组 A,代表数值不同的纸牌排成一条线。玩家 a 和玩家 b 依次拿走每张纸牌,
规定玩家 a 先拿,玩家 b 后拿,
但是每个玩家每次只能拿走最左或最右的纸牌,
玩家 a 和玩家 b 都绝顶聪明,他们总会采用最优策略。
请返回最后获胜者的分数。
注:给定纸牌序列 A 及序列的大小 n,请返回最后分数较高者得分数(相同则返回任意一个分数)。保证 A 中的元素均小于等于1000。且 A 的大小小于等于300。
题目链接:牛客-纸牌博弈
定义两个递归函数,第一个递归函数是
int first(int[] A, int n, int start, int end)
这个递归函数表示的含义是:先手在数组 A 的 start 到 end 范围内,经过 n 轮,能获得的最大的分数是多少。
base case 是,当 start == end
的时候,即数组 A 只有一个元素,此时先手直接拿走这个元素,最大分数就是此时先手拿走的唯一元素值,即
if (start == end) {
return A[start];
}
第二个递归函数是
int second(int[] A, int n, int start, int end)
这个递归函数表示的含义是:后手在数组 A 的 start 到 end 范围内,经过 n 轮,能获得的最大的分数是多少。
base case 是,当 start == end
的时候,即数组 A 只有一个元素,此时这个元素肯定要被先手拿走,那么后手只能返回 0,即
if (start == end) {
return 0;
}
接下来是普遍情况,对于先手函数来说,有两个位置可以选,一个是 start 位置,另外一个是 end 位置,如果选了 start 位置,那么先手在下一轮就是后手,即
A[start] + second(A, n, start + 1, end)
同理,如果选 end 位置,先手在下一轮是后手,即
A[end] + second(A, n, start, end - 1)
先手函数在做上述两个决策的过程中,一定要取最大值,即
Math.max(A[start] + second(A, n, start + 1, end), A[end] + second(A, n, start, end - 1));
所以,先手函数的完整代码如下
public static int first(int[] A, int n, int start, int end) {
if (start == end) {
return A[start];
}
return Math.max(A[start] + second(A, n, start + 1, end), A[end] + second(A, n, start, end - 1));
}
接下来是后手函数的普遍情况,对于后手函数来说,没有先选的权力,只能让先手选完自己才能选,先手如果选了 start 位置,后手面对的选择是
first(A, n, start + 1, end)
先手如果选了 end 位置,后手面对的选择就是
first(A, n, start, end - 1)
后手在下一轮就是先手,所以要保证先手的上述选择最小,即
Math.min(first(A, n, start + 1, end), first(A, n, start, end - 1));
定义了先手函数和后手函数,主函数做如下调用即可
public static int cardGame(int[] A, int n) {
// 没有元素,直接返回0分
if (n == 0) {
return 0;
}
// 只有一个元素,无论如何,只能得到 A[0] 分
if (n == 1) {
return A[0];
}
// 只有两个元素,选最大的那个
if (n == 2) {
return Math.max(A[0], A[1]);
}
// 普遍情况:先手后手中最大的那个
return Math.max(first(A, n, 0, A.length - 1), second(A, n, 0, A.length - 1));
}
超时
根据上述暴力递归函数可知,两个递归函数都可变参数都是 2 个,且可变参数的变化范围是固定的,所以我们可以用两个二维数组来分别表示两个递归函数的结果,
// 保存先手函数的递归过程解
int[][] firstMap = new int[n][n];
// 保存后手函数的递归过程解
int[][] secondMap = new int[n][n];
由于递归过程的两个可变参数 start 和 end 是有范围的,且 start 不可能大于 end,所以,上述两个二维数组的左下半区都是无效区域,无需考虑。
在暴力递归过程中,当 start == end
的时候,返回 A[start]
值,所以,针对 firstMap
,其对角线(start == end)的值都是确定的
// 对角线
for (int i = 0; i < n; i++) {
firstMap[i][i] = A[i];
}
经过上述过程,可以得到两个二维数组的如下区域的内容
接下来就是普遍情况,
基于暴力递归过程可以很方便得到两个二维数组之间的递推关系
// 对角线下班区域不用管
// 对角线上半区域
for (int i = 1; i < n; i++) {
int r = 0;
int c = i;
while (c < n) {
firstMap[r][c] = Math.max(A[r] + secondMap[r + 1][c], A[c] + secondMap[r][c - 1]);
secondMap[r][c] = Math.min(firstMap[r + 1][c], firstMap[r][c - 1]);
r++;
c++;
}
}
完整代码如下
import java.util.*;
public class Cards {
public static int cardGame(int[] A, int n) {
if (n == 0) {
return 0;
}
if (n == 1) {
return A[0];
}
if (n == 2) {
return Math.max(A[0], A[1]);
}
int[][] firstMap = new int[n][n];
int[][] secondMap = new int[n][n];
// 对角线
for (int i = 0; i < n; i++) {
firstMap[i][i] = A[i];
}
// 对角线下班区域不用管
// 对角线上半区域
for (int i = 1; i < n; i++) {
int r = 0;
int c = i;
while (c < n) {
firstMap[r][c] = Math.max(A[r] + secondMap[r + 1][c], A[c] + secondMap[r][c - 1]);
secondMap[r][c] = Math.min(firstMap[r + 1][c], firstMap[r][c - 1]);
r++;
c++;
}
}
return Math.max(firstMap[0][n - 1], secondMap[0][n - 1]);
}
}