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LEETCODE 343. Integer Break 解题思路分析

题目大意:

整数拆分

给定一个正整数 n,将其拆分为至少两个正整数的和,并使这些整数的乘积最大化。 返回你可以获得的最大乘积。

示例 1:

输入: 2
输出: 1
解释: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1。

示例 2:

输入: 10
输出: 36
解释: 10 = 3 + 3 + 4, 3 × 3 × 4 = 36。

说明: 你可以假设 n 不小于 2 且不大于 58。


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解题思路分析:

本题的关键是如何拆分数字能使得结果最大化,对于这种无法直观的看出拆分办法的题目,最有效的解决方案即是一种一种的尝试,通过不断的尝试找到最优解。对于一个大于等于2的正整数n,我们至少能将其拆分成为2部分:x, y,其中x+y=n,如果x和y仍大于等于2,我们仍可以将其继续拆分。这是一个典型的递归思路,我们定义一个递归函数help(n),参数n为当前数字,函数中,我们循环每种拆分方式将该数字分成2部分,循环时,我们可以将当前数字变成1和n-1,2和n-2,3和n-3 … 直到n-1和1。举个例子,比如数字8,可以拆分的方式为:1+7, 2+6, 3+5, 4+4, 5+3, 6+2, 7+1。这里有一处可以优化的地方,我们发现上述的拆分方式中有一些重复的地方,比如1+7和7+1,因此,我们循环时只要循环到当前数字的一半即可(只需要1+7, 2+6, 3+5, 4+4这部分)。

对于上面的每种拆分,我们可以得到2个数字,比如3和5,如果这两个数字大于等于2,说明还可以继续拆分,但拆分后的结果并不一定优于当前数字,因此,对于拆分后的某个数字x,它的最优值应该是,max(x, help(x))。进而,对于当前数字n而言,它的拆分最优解应该是: max(x, help(x)) * max(y, help(y))。 保证x+y=n。

实现代码:

int[] memo; // 记忆数组
public int integerBreak(int n) {
    memo=new int[n+1]; // 初始化记忆数组
    return help(n); // 递归求解
}
int help(int n){
    // 如果n小于等于2,返回1
    if(n<=2) return 1;
    // 如果记忆数组中存在该解,直接返回
    if(memo[n]>0) return memo[n];
    // 返回结果
    int res=0;
    // 循环每种拆分情况
    for(int i=1;i<=n/2;i++){
        // 得到左边最大值
        int maxLeft=Math.max(i, help(i));
        // 得到右边最大值
        int maxRight=Math.max(n-i, help(n-i));
        // 更新当前数字拆分后乘积的最大值
        res=Math.max(res, maxLeft*maxRight);
    }
    // 将当前数字最优解存入记忆数组
    memo[n]=res;
    return res;
}

本题解法执行时间为0ms。

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