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English Version

题目描述

我们正在玩一个猜数游戏,游戏规则如下:

我从 n 之间选择一个数字,你来猜我选了哪个数字。

每次你猜错了,我都会告诉你,我选的数字比你的大了或者小了。

然而,当你猜了数字 x 并且猜错了的时候,你需要支付金额为 x 的现金。直到你猜到我选的数字,你才算赢得了这个游戏。

示例:

n = 10, 我选择了8.

第一轮: 你猜我选择的数字是5,我会告诉你,我的数字更大一些,然后你需要支付5块。
第二轮: 你猜是7,我告诉你,我的数字更大一些,你支付7块。
第三轮: 你猜是9,我告诉你,我的数字更小一些,你支付9块。

游戏结束。8 就是我选的数字。

你最终要支付 5 + 7 + 9 = 21 块钱。

给定 n ≥ 1,计算你至少需要拥有多少现金才能确保你能赢得这个游戏。

解法

区间 DP。

  • 状态表示:dp[i][j] 表示数字区间 [i, j] 确保赢得游戏的最少现金。
  • 状态计算:枚举闭区间 [i, j] 中以数字 k 作为选择的数字。那么 dp[i][j] = min(dp[i][j], max(dp[i][k - 1], dp[k + 1][j]) + k), k ∈ [i, j]

以区间长度 l 从小到大开始处理每个状态值。

Python3

class Solution:
    def getMoneyAmount(self, n: int) -> int:
        dp = [[0] * (n + 10) for _ in range(n + 10)]
        for l in range(2, n + 1):
            for i in range(1, n - l + 2):
                j = i + l - 1
                dp[i][j] = float('inf')
                for k in range(i, j + 1):
                    t = max(dp[i][k - 1], dp[k + 1][j]) + k
                    dp[i][j] = min(dp[i][j], t)
        return dp[1][n]

Java

class Solution {
    public int getMoneyAmount(int n) {
        int[][] dp = new int[n + 10][n + 10];
        for (int l = 2; l <= n; ++l) {
            for (int i = 1; i + l - 1 <= n; ++i) {
                int j = i + l - 1;
                dp[i][j] = Integer.MAX_VALUE;
                for (int k = i; k <= j; ++k) {
                    int t = Math.max(dp[i][k - 1], dp[k + 1][j]) + k;
                    dp[i][j] = Math.min(dp[i][j], t);
                }
            }
        }
        return dp[1][n];
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int getMoneyAmount(int n) {
        vector<vector<int>> dp(n + 10, vector<int>(n + 10));
        for (int l = 2; l <= n; ++l)
        {
            for (int i = 1; i + l - 1 <= n; ++i)
            {
                int j = i + l - 1;
                dp[i][j] = INT_MAX;
                for (int k = i; k <= j; ++k)
                {
                    int t = max(dp[i][k - 1], dp[k + 1][j]) + k;
                    dp[i][j] = min(dp[i][j], t);
                }
            }
        }
        return dp[1][n];
    }
};

Go

func getMoneyAmount(n int) int {
	dp := make([][]int, n+10)
	for i := 0; i < len(dp); i++ {
		dp[i] = make([]int, n+10)
	}
	for l := 2; l <= n; l++ {
		for i := 1; i+l-1 <= n; i++ {
			j := i + l - 1
			dp[i][j] = math.MaxInt32
			for k := i; k <= j; k++ {
				t := max(dp[i][k-1], dp[k+1][j]) + k
				dp[i][j] = min(dp[i][j], t)
			}
		}
	}
	return dp[1][n]
}

func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}

func min(a, b int) int {
	if a < b {
		return a
	}
	return b
}

...