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牛客AB52题解析:环形序列合并的动态规划解法

8个月前 (07-17)

牛客AB52题解析:环形序列合并的动态规划解法 动态规划 区间DP 环形结构 牛客题解 第1张

一、题目解读

牛客AB52题要求处理一个环形序列,通过合并相邻珠子释放能量,计算最大可释放能量值。题目核心在于环形结构的处理与动态规划的应用,需将环形问题转化为线性问题求解。

二、解题思路

采用动态规划(DP)解决该问题。首先,通过复制原数组形成长度为2n的线性序列,将环形结构转化为线性区间计算。随后,利用区间DP思想,定义dp[i][j]为合并区间[i,j]的最大能量,通过枚举分割点k优化状态转移。最终遍历所有n长度区间取最大值,得到答案。

三、解题步骤

1. 输入与初始化:读入序列n及元素,构建2n长度的arr数组。

2. 定义DP状态:dp[i][j]表示合并i到j珠子的最大能量。

3. 区间DP计算:

○ 枚举区间长度len=2~n,确保覆盖所有合法区间。

○ 枚举起点i,计算终点j,并遍历分割点k(i~j-1)。

状态转移方程:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + arr[i]*arr[k+1]*arr[j+1]),即合并能量为子区间能量之和+当前区间首尾元素乘积。

4. 结果获取:遍历所有n长度区间dp[i][i+n-1],取最大值res作为答案。

四、代码与注释

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> nums(n);
    for(int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> nums[i];
    }
    
    // 环形转线性:复制数组接在后面
    vector<int> arr(nums.begin(), nums.end());
    arr.insert(arr.end(), nums.begin(), nums.end());
    
    // dp[i][j]为合并i到j的最大能量
    vector<vector<int>> dp(2*n, vector<int>(2*n, 0));
    
    // 区间DP:枚举长度len和分割点k
    for(int len = 2; len <= n; ++len) {
        for(int i = 0; i + len - 1 < 2*n; ++i) {
            int j = i + len - 1;
            for(int k = i; k < j; ++k) {
                // 状态转移方程:合并能量=子区间能量+首尾乘积
                dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + arr[i]*arr[k+1]*arr[j+1]);
            }
        }
    }
    
    // 找出所有n长度区间的最大值
    int res = 0;
    for(int i = 0; i < n; ++i) {
        res = max(res, dp[i][i+n-1]);
    }
    cout << res << endl;
    
    return 0;
}

五、总结

本解法关键在于环形结构到线性问题的转化,通过复制数组突破环形边界限制。区间DP通过枚举子区间分割点,有效解决组合优化问题。时间复杂度为O(n³),空间复杂度O(n²),适用于中小规模数据。掌握此类动态规划模型可高效解决类似环形序列优化问题。

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