【LeetCode 中等題】73-整數拆分
阿新 • • 發佈:2019-01-13
題目描述:給定一個正整數 n,將其拆分為至少兩個正整數的和,並使這些整數的乘積最大化。 返回你可以獲得的最大乘積。
示例 1:
輸入: 2 輸出: 1 解釋: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1。示例 2:
輸入: 10 輸出: 36 解釋: 10 = 3 + 3 + 4, 3 × 3 × 4 = 36。
說明: 你可以假設 n 不小於 2 且不大於 58。
解法1。遞迴,使用記憶陣列,不使用的話會超時。memo[i]記錄的把i分割後的最大乘積(至少分割成2部分)
class Solution(object): def integerBreak(self, n): """ :type n: int :rtype: int """ if n <= 2: return 1 memo = [-1 for _ in range(n+1)] return self.helper(n, memo) def helper(self, n, memo): if n <= 1: return 1 if memo[n] != -1: return memo[n] res = -1 for i in range(1, n): res = max(res, i*(n-i), i*self.helper(n-i, memo)) memo[n] = res return res
解法2。用動態規劃,把遞迴改寫成自底向上
class Solution(object): def integerBreak(self, n): """ :type n: int :rtype: int """ if n<=2: return 1 memo = [-1 for _ in range(n+1)] memo[1] = 1 for i in range(2, n+1): for j in range(1, i): memo[i] = max(memo[i], j*(i-j), j*memo[i-j]) return memo[n]
解法3。如何把複雜度控制在O(n)呢?數學的題就要得出數學規律來結題。
正整數從1開始,但是1不能拆分成兩個正整數之和,所以不能當輸出。
那麼2只能拆成1+1,所以乘積也為1。
數字3可以拆分成2+1或1+1+1,顯然第一種拆分方法乘積大為2。
數字4拆成2+2,乘積最大,為4。
數字5拆成3+2,乘積最大,為6。
數字6拆成3+3,乘積最大,為9。
數字7拆為3+4,乘積最大,為12。
數字8拆為3+3+2,乘積最大,為18。
數字9拆為3+3+3,乘積最大,為27。
數字10拆為3+3+4,乘積最大,為36。
....
那麼通過觀察上面的規律,我們可以看出從5開始,數字都需要先拆出所有的3,一直拆到剩下一個數為2或者4,因為剩4就不用再拆了,拆成兩個2和不拆沒有意義,而且4不能拆出一個3剩一個1,這樣會比拆成2+2的乘積小。那麼這樣我們就可以寫程式碼了,先預處理n為2和3的情況,然後先將結果res初始化為1,然後當n大於4開始迴圈,我們結果自乘3,n自減3,根據之前的分析,當跳出迴圈時,n只能是2或者4,再乘以res返回即可。
class Solution(object):
def integerBreak(self, n):
"""
:type n: int
:rtype: int
"""
if n==2 or n==3:
return n-1
res = 1
while n > 4:
res *= 3
n -= 3
return res*n