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[leetcode/lintcode 題解]算法面試真題詳解:內積

描述
給定長度為N的A數組,長度為K的B數組
你可以從A數組裡取K個數
規則如下:

  • 每個Ai只能被取出一次
  • i==1ori==N 可以直接取出Ai
  • 2≤i≤N−1 若Ai−1 或者 Ai+1 已經取出,則可以取出Ai
  • 要取出正好K個數
    即每次可以從A數組的最左邊或者最右邊取走一個數,取走的數從數組中移除
    將取出的Ai按取出的順序 組成C數組
    求B與C的內積最大值
    B與C內積為∑i=0K−1Bi×Ci
    解釋1:
    A= [1,4,3,2,5]
    B=[1,2,3,4]
    K=4
    取出A0 ,C=[1]
    取出A4 C=[1,5]
    取出A1 C=[1,5,4]
    取出A2 C=[1,5,4,3]
    B·C=11+25+34+43=35
    這只是C的一種可行方案,可能不是最優方案
    解釋2
    A=[1,2,3,4]
    不能直接取出A1 因為A0和A2都沒有取出

1≤K≤N≤2000
1≤Ai,Bi≤100000

在線評測地址:領釦題庫官網

樣例
[2,3,5,1]
[2,1]
取出A0,A1

算法DP

  1. DP方程 dpijdpij表示從左邊取了i個數,從右邊取了j個數的最大內積
  2. DP方程轉移

即判斷上一次從左邊取還是從右邊取數哪個內積更大

  1. DP邊界條件 dp00=0dp00=0 兩邊都沒取數 內積為0
  2. 答案 ans=max(ans,dpiK−i)ans=max(ans,dpiK−i) 即枚舉左邊取了多少個數,答案取dp數組最大值

    複雜度分析

    • 時間複雜度 n是A數組長度 K是B數組長度 左右兩邊取數均不超過K個 所以狀態量O(K2)O(K2) 轉移 O(1)O(1) 所以總時間複雜度O(K2)O(K2)
    • 空間複雜度 左右兩邊取數均不超過K個 所以狀態量O(K2)O(K2) 所以總空間複雜度O(K2)
public class Solution {
    /**
     * @param A: the A array
     * @param B: the B array
     * @return: return the maxium inner product of B and C
     */
    public long getMaxInnerProduct(int[] A, int[] B) {
        // write your code here
        //A數組長度
        int  n = A.length;
        //B數組長度
        int  K = B.length;
        //初始化dp數組
        //dp[i][j]表示從左邊取了i個數,從右邊取了j個數的最大內積
        long [][]dp = new long [K + 1][K + 1];

        //枚舉dp[i][j]
        for(int i = 0; i <= K; i++) {
            for(int j = 0; j <= K; j++) {

                //從左邊和右邊取數總數不超過K個
                if(i + j > K) {
                    break;
                }
                if(i + j > n) {
                    break;
                }
                //dp數組邊界條件,從左右都不取數的時候,dp[0][0]=0
                if(i == 0 && j == 0) {
                    dp[i][j] = 0;
                    continue;
                }

                //從左邊取的i 更新dp[i][j]
                if(i != 0) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j] + (long)A[i - 1] * (long)B[i + j - 1]);
                }
                //從右邊取的j,更新dp[i][j]
                if(j != 0) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i][j - 1] + (long)A[n - j] * (long)B[i + j - 1]);
                }

            }
        }
        //枚舉從左邊取了多少,找最大的內積
        long ans = 0;
        for(int i = 0; i <= K; i++) {
            ans = Math.max(ans, dp[i][K - i]);
        }

        return ans;
    }
}

更多題解參考:九章官網solution

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