leetcode:887. 鸡蛋掉落

题目

给你 k 枚相同的鸡蛋,并可以使用一栋从第 1 层到第 n 层共有 n 层楼的建筑。
已知存在楼层 f ,满足 0 <= f <= n ,任何从 高于 **f** 的楼层落下的鸡蛋都会碎,从 f 楼层或比它低的楼层落下的鸡蛋都不会破。
每次操作,你可以取一枚没有碎的鸡蛋并把它从任一楼层 x 扔下(满足 1 <= x <= n)。如果鸡蛋碎了,你就不能再次使用它。如果某枚鸡蛋扔下后没有摔碎,则可以在之后的操作中 重复使用 这枚鸡蛋。
请你计算并返回要确定 f 确切的值最小操作次数 是多少?

示例:

  1. 输入:k = 1, n = 2
  2. 输出:2
  3. 解释:
  4. 鸡蛋从 1 楼掉落。如果它碎了,肯定能得出 f = 0
  5. 否则,鸡蛋从 2 楼掉落。如果它碎了,肯定能得出 f = 1
  6. 如果它没碎,那么肯定能得出 f = 2
  7. 因此,在最坏的情况下我们需要移动 2 次以确定 f 是多少。
输入:k = 2, n = 6
输出:3
输入:k = 3, n = 14
输出:4

解答 & 代码

动态规划:

  • 动态规划数组 **dp**dp[i][m] 代表有 k 枚鸡蛋,可以尝试扔 m 次,可以确定的 f 的最大值(即可以确定 n 层高的楼的 f,因为 0<=f<=n

题目转换:而题目是有 k 枚鸡蛋,n 层楼,求确定 f 确切的值的最小操作次数,也就是要求**dp[k][m] >= n** 的最小的 **m**

  1. ⽆论你在哪层楼扔鸡蛋, 鸡蛋只可能摔碎或者没摔碎, 碎了的话就测楼下, 没碎的话就测楼上。
  2. ⽆论你上楼还是下楼, 总的楼层数 = 楼上的楼层数 + 楼下的楼层数 + 1(当前这层楼)
  • 状态转移方程:dp[i][m] = dp[i][m - 1] + 1 + dp[i - 1][m - 1]
    • dp[i][m - 1] 代表楼上的层数。即鸡蛋没碎,上楼继续测
    • 1 : 当前楼层
    • dp[i - 1][m - 1] 代表楼下的层数。即鸡蛋碎了,鸡蛋数 - 1,下楼继续测
  • 初始化
    • dp[0][m] = 0,即如果只有 0 枚鸡蛋,那么只能确定 0 层
    • dp[i][0] = 0,即如果只能仍 0 次,那么只能确定 0 层

image.png

class Solution {
public:
    int superEggDrop(int k, int n) {
        /* 动态规划数组 dp:dp[i][m] 代表有 k 枚鸡蛋,可以尝试扔 m 次,
           可以确定的 f 的最大值(即可以确定 n 层高的楼的 f,因为 0<=f<=n)*/
        // m 这一维长度设为 n,因为 m 最多不会超过 n 次(即从下往上线性扫描)
        vector<vector<int>> dp(k + 1, vector<int>(n + 1, 0));

        // 注意外循环遍历 m,否则会溢出,要用 unsigned long long
        // 求 dp[k][m] >= n 的最小的 m
        for(int m = 1; m <= n; ++m)
        {
            for(int i = 1; i <= k; ++i)
                dp[i][m] = dp[i][m - 1] + 1 + dp[i - 1][m - 1];
            if(dp[k][m] >= n)
                return m;
        }
        return -1;
    }
};

复杂度分析:

  • 时间复杂度 O(kn):
  • 空间复杂度 O(kn):

执行结果:

执行结果:通过

执行用时:0 ms, 在所有 C++ 提交中击败了 100.00% 的用户
内存消耗:28.8 MB, 在所有 C++ 提交中击败了 41.37% 的用户