LeetCode 650. 2 Keys Keyboard(只有两个键的键盘)(DP/质因数分解)
最初在一个记事本上只有一个字符 'A'。你每次可以对这个记事本进行两种操作:
Copy All (复制全部) : 你可以复制这个记事本中的所有字符(部分的复制是不允许的)。
Paste (粘贴) : 你可以粘贴你上一次复制的字符。
给定一个数字 n 。你需要使用最少的操作次数,在记事本中打印出恰好 n 个 'A'。输出能够打印出 n 个 'A' 的最少操作次数。
示例 1:
输入: 3
输出: 3
解释:
最初, 我们只有一个字符 'A'。
第 1 步, 我们使用 Copy All 操作。
第 2 步, 我们使用 Paste 操作来获得 'AA'。
第 3 步, 我们使用 Paste 操作来获得 'AAA'。
说明:
n 的取值范围是 [1, 1000] 。
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/2-keys-keyboard
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第一反应是二维DP
dp[i][j] 表示总共i个字母 粘贴板有j个字母 的最小步骤
class Solution {
public:
int minSteps(int n) {
// dp[i][j] 总共i个字母 粘贴板有j个字母 的最小步骤
int dp[n+1][n+1];
memset(dp, -1, sizeof dp);
dp[1][0] = 0;
int ans = -1;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 0; j <= i; j++) {
if (dp[i][j] != -1) {
if (dp[i][i] == -1 || dp[i][i] > dp[i][j] + 1) {
dp[i][i] = dp[i][j] + 1;
}
if (i + j <= n && (dp[i + j][j] == -1 || dp[i + j][j] > dp[i][j] + 1)) {
dp[i + j][j] = dp[i][j] + 1;
}
}
if (i == n && dp[i][j] != -1 && (ans == -1 || ans > dp[i][j])) {
ans = dp[i][j];
}
}
}
return ans;
}
};
不过运行速度有点慢……
对于任何一个数 n,都可以先凑到该数的一个因数 x ,然后 copy all 复制 n/x-1 次,枚举因数即可
如果 n 为质数,就只能使用 1 来复制 n-1 次
class Solution {
public:
int minSteps(int n) {
int dp[n+1] = {0};
for (int i = 2; i <= n; i++) {
dp[i] = i;
for (int j = 1; j < i; j++) {
if (i % j == 0) {
dp[i] = min(dp[i], dp[j] + i / j);
}
}
}
return dp[n];
}
};
复杂度和上面一样,O(n^2) 不过可以优化一下
考虑到一个数x=p*q, p和q是两个质数,那么总共打印的次数就是先打印 p 个字母 然后复制 q 次,或者先打印 q 个字母,复制 p 次,结果都是一样的 p+q
在 p > 1 且 q > 1 的条件下 p*q >= p+q 永远成立,所以先打印因数个字母再复制的打印方法是最优的。
所以将n做质因数分解就可以了,比如 36=2*2*3*3 答案就是 dp[36]=dp[2]+dp[2]+dp[3]+dp[3],又知道所有的质数答案都是固定的(即该数本身),也就是说 36=2+2+3+3=10
class Solution {
public:
int minSteps(int n) {
int ans = 0;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
while (n % i == 0) {
n /= i;
ans += i;
}
}
return ans;
}
};
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