题目: 877.石子游戏

题面

Alice 和 Bob 用几堆石子在做游戏。一共有偶数堆石子, 排成一行 ;每堆都有 整数颗石子,数目为 piles[i]

游戏以谁手中的石子最多来决出胜负。石子的 总数奇数 ,所以没有平局。

Alice 和 Bob 轮流进行,Alice 先开始 。 每回合,玩家从行的 开始结束 处取走整堆石头。 这种情况一直持续到没有更多的石子堆为止,此时手中 石子最多 的玩家 获胜

假设 Alice 和 Bob 都发挥出最佳水平,当 Alice 赢得比赛时返回 true ,当 Bob 赢得比赛时返回 false

示例

示例 1:

输入:piles = [5,3,4,5]
输出:true
解释:
Alice 先开始,只能拿前 5 颗或后 5 颗石子 。
假设他取了前 5 颗,这一行就变成了 [3,4,5] 。
如果 Bob 拿走前 3 颗,那么剩下的是 [4,5],Alice 拿走后 5 颗赢得 10 分。
如果 Bob 拿走后 5 颗,那么剩下的是 [3,4],Alice 拿走后 4 颗赢得 9 分。
这表明,取前 5 颗石子对 Alice 来说是一个胜利的举动,所以返回 true 。

示例 2:

输入:piles = [3,7,2,3]
输出:true

Tips

  • 2 <= piles.length <= 500
  • piles.length偶数
  • 1 <= piles[i] <= 500
  • sum(piles[i])奇数

Code

代码解释

这段 C++ 代码实现了 “石头游戏” 问题的动态规划解决方案。通过一个一维动态规划数组 dp 来记录在不同的石头区间内先手玩家(Alex)与后手玩家(Lee)之间的最大分数差异。

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class Solution {
public:
bool stoneGame(vector<int>& piles) {
int length = piles.size(); // 获取石头堆的数量
auto dp = vector<int>(length); // 初始化一个一维动态规划数组 dp,大小为 length

// 初始化 dp 数组,使得每个位置 dp[i] 代表在只有一堆石头时先手玩家能得到的分数
for (int i = 0; i < length; i++) {
dp[i] = piles[i];
}

// 逆序遍历石头堆,计算不同区间内先手玩家可以获得的最大分数差异
for (int i = length - 2; i >= 0; i--) {
for (int j = i + 1; j < length; j++) {
// dp[j] 表示从第 i 堆到第 j 堆石头时,先手玩家的最佳选择
dp[j] = max(piles[i] - dp[j], piles[j] - dp[j - 1]);
}
}

// 如果 dp[length - 1] > 0,说明先手玩家总能获得比后手玩家更多的石头
return dp[length - 1] > 0;
}
};

逐行解释

  1. int length = piles.size();:

    • 获取石头堆的数量,并存储在 length 变量中。
  2. auto dp = vector<int>(length);:

    • 初始化一个大小为 length 的一维动态规划数组 dp,用来存储从第 i 堆到第 j 堆石头时,先手玩家可以获得的最大分数差异。
  3. for (int i = 0; i < length; i++) { dp[i] = piles[i]; }:

    • 遍历 piles 数组,将每个位置 i 的石头数量 piles[i] 赋值给 dp[i]。这意味着在只有一个堆石头时,先手玩家能获得的分数就是这堆石头的数量。
  4. for (int i = length - 2; i >= 0; i--) { ... }:

    • 从倒数第二堆石头开始,逆序遍历 piles 数组,目的是计算在不同区间内先手玩家的最佳选择。
  5. for (int j = i + 1; j < length; j++) { ... }:

    • 遍历从 ij 的石头堆,计算在这个区间内先手玩家能获得的最大分数差异。
  6. dp[j] = max(piles[i] - dp[j], piles[j] - dp[j - 1]);:

    • 通过比较先手玩家在两种选择下能获得的最大分数差异来更新 dp[j]
      • 选择拿走第 i 堆石头,剩余的区间为 [i+1, j],此时后手玩家先手,分数差为 piles[i] - dp[j]
      • 选择拿走第 j 堆石头,剩余的区间为 [i, j-1],此时后手玩家先手,分数差为 piles[j] - dp[j - 1]
  7. return dp[length - 1] > 0;:

    • 最后判断从第一堆到最后一堆石头的分数差 dp[length - 1] 是否大于 0。如果是,说明先手玩家可以确保自己获胜,返回 true

逻辑总结

  • 通过动态规划的方法,代码计算了从任意石头堆区间开始时,先手玩家与后手玩家的分数差异。
  • 通过不断更新 dp 数组,最终确定从第一堆到最后一堆,先手玩家是否能始终保持分数领先。
  • 该算法的时间复杂度为 O(n^2),其中 n 是石堆的数量。因为双重循环的嵌套,每次计算的复杂度为常数。