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阿里题目:仓库运输问题(糖果传递)

2013年05月17日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2550字 ⁄ 字号 评论关闭

在经过了一系列问题的铺垫之后,终于来到boss这关了。。

糖果传递问题(和仓库运输问题一样的,这里给出糖果传递的题目):

老师准备了一堆糖果,恰好n个小朋友可以分到数目一样多的糖果.老师要n个小朋友去拿糖果,然后围着圆桌坐好,第1个小朋友的左边是第n个小朋友其他第i个小朋友左边是第i-1个小朋友。大家坐好后,老师发现,有些小朋友抢了很多的糖果,有的小朋友只得到了一点点糖果,甚至一颗也没有,设第ai个小朋友有ai颗糖果.小朋友们可以选择将一些糖果给他左边的或者右边的小朋友,通过”糖果传递”最后使得每个小朋友得到的糖果数是一样多的,假设一颗糖果从一个小朋友传给另一个小朋友的代价是1,问怎样传递使得所耗的总代最小。

 一、由均分纸牌引发的思考;

这题和均分纸牌的不同之在于是形成了环。如果没有环,我们显然可以使用贪心算法算出其最小的代价,时间复杂度为O(n);将环拆开形成一列,这样就可以在求得一个“最优”,拆开的方式有n种。选出最优的,即是解了。

why?因为在一列中的贪心算法是这样问题定义的,将向下一个相邻的节点索取这样,而且从第一个到最后一个是可以完成我们对问题的求解。所以这里将问题转换为均分纸牌问题,时间复杂度为O(n*n);

参考均分纸牌代码,稍微修改可得一下代码,未经过优化工作,利于理解:

复制代码
 1 int func35(int arr[], int n)
 2 {
 3     assert(arr &&  n>0);
 4     
 5     int i,cnt,sta;
 6     long avg=0;
 7     int *a;
 8     int less=INT_MAX;
 9     
10     if (n<2)
11     {
12         return 0;
13     }
14     a = new int[n];
15     for (i=0; i<n; i++)
16     {
17         //a[i] = arr[i];
18         avg += arr[i];
19     }
20     avg /= n;    
21     
22     for (sta=0; sta<n; sta++) //起始位
23     {
24         for (i=0; i<n; i++) //相当于移位
25         {
26             a[i] = arr[(sta+i)%n];
27         }
28 
29         cnt = 0;
30         for (i=0; i<n-1; i++)
31         {
32             
33             cnt += abs(a[i] - avg);
34             a[i+1] = a[i+1] + a[i] - avg;
35         }
36         if (less > cnt)
37         {
38             less = cnt;
39         }
40     }
41         
42     delete[] a;
43     
44     return cnt;
45 }
复制代码

可是,时间复杂度过高,要是ACM绝对是超时的。

更细的看问题,先将问题看成一列,即将1和n之间拆开环,求解跟均分纸牌是一样的:

A: 1     2     4    5     1    2    4     5

B: -2    -1   1    2     -2   -1   1     2

C: -2   -3   -2    0    -2   -3   -2     0

A为原数组,原有的糖果数;B为减去AVG平均数的值;C为前i项B的和,即c[i]=b1+...+bi;

则以a[1]开头(1与n之间拆开)的最优为∑abs(c[i]),这个没问题;

现在考虑从a[2]开头:

A:   1         4    5     1    2    4     5

B:  -2    -1   1    2     -2   -1    1     2

C1: 0     -1   0    2      0   -1    0     2

显然,B数组没有改变,而C1变了。其中C1可以这么算全部减去b[1](考虑C是如何算的)

将其一般化:假设起点为k,那么以此起点开始操作的费用为:∑abs(c[i]-c[k-1]) (相当于求和的从第I到第J的和=(从1到j的和)-(从1到i的和)),是不是感觉漏了点什么呢?不是有环么?旋转了么?环形的思想已经在其中了,怎么解释?有木有发现C(C1中最后一个元素是c[1])最后的一个元素一定是0,这个是一个关键点。这样你从k开始,那么c[k-1]-c[k-1]=0前一个就成为了新的最后一个;自行证明,这里实在太巧了。。。

如果从a[3]开头:C2: 1     0   1    3      1   0    1     3  (c2[i] = c[i]-c[3])

这样就是说通过计算:∑abs(c[i]-c[k-1])这个就可以计算出以某处断裂的最优,在其全部的最优,即是所求了;

观察发现:即是找c中的某个数c[k]使得∑abs(c[i]-c[k-1])最小,中位数可以使其达到最优解,这个就不证明了。华丽转身,问题转换成求中位数了。

复制代码
 1 int func36(int a[], int n)
 2 {
 3     assert(a &&  n>0);
 4     
 5     int i,cnt;
 6     long avg=0;
 7     int *c;
 8     
 9     if (n<2)
10     {
11         return 0;
12     }
13 
14     for (i=0; i<n; i++)
15     {
16         avg += a[i];
17     }
18     avg /= n;    
19     
20     c = new int[n];
21 
22     for (i=0 ; i<n; i++)  //求b数组
23     {
24         c[i] = a[i] - avg;
25     }
26     
27     for (i=1 ; i<n; i++)  //求c数组
28     {
29         c[i] = c[i-1] + c[i];
30     }
31 
32     sort(c, c+n);  //排序以便求中位数
33 
34     cnt = 0; //
35     
36     for (i=0; i<n; i++)
37     {
38         cnt += abs(c[i]-c[n/2]);
39     }
40     
41     delete[] c;
42     
43     return cnt;
44 }
复制代码

当然在求中位数的时候,还可以稍微提速。

二、由石子合并引发的思考;

A: 1     2     4    5     1    2    4     5

B: -2    -1   1    2     -2   -1   1     2

问题的转换:应该转换为对B数组的相邻元素的合并,为什么呢?试想:对糖果数的移动,无非就是对每堆糖果数的差值进行调和,最后的和为0;思想就是这样的,至于细节,就在于如何计分上了,这里出现的负数。

然后就没有然后了,没有想出如何解决。。。

只是提一个思路,不知道是否可行;

既然可以使用贪心算法,估计也可以使用动态规划实现的。。。

 

P.S. 重点不是文章中写得如何得好或详细,而是学会将这些问题关联起来,打通任督二脉 \(^o^)/~

原文链接:http://www.cnblogs.com/legendmaner/archive/2013/05/07/3062222.html

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