• 状态压缩动态规划


    leetcode 状态压缩动态规划

    题目描述:

    5639. 完成所有工作的最短时间

    给你一个整数数组 jobs ,其中 jobs[i] 是完成第 i 项工作要花费的时间。

    请你将这些工作分配给 k 位工人。所有工作都应该分配给工人,且每项工作只能分配给一位工人。工人的 工作时间 是完成分配给他们的所有工作花费时间的总和。请你设计一套最佳的工作分配方案,使工人的 最大工作时间 得以 最小化 。

    返回分配方案中尽可能 最小 的 最大工作时间 。

    示例 1:

    输入:jobs = [3,2,3], k = 3
    输出:3
    解释:给每位工人分配一项工作,最大工作时间是 3 。
    示例 2:

    输入:jobs = [1,2,4,7,8], k = 2
    输出:11
    解释:按下述方式分配工作:
    1 号工人:1、2、8(工作时间 = 1 + 2 + 8 = 11)
    2 号工人:4、7(工作时间 = 4 + 7 = 11)
    最大工作时间是 11 。

    提示:

    1 <= k <= jobs.length <= 12
    1 <= jobs[i] <= 107


    分析:

    1 状态压缩:

    (jobs [a_1, a_2, ..., a_n]) 假设长度为n,那么从jobs中取出元素的情况有(2^n) 种(每个(a_i)取或者不取),每种状态都可以可以用一个n位的二进制数(i)表示 (i in)[0, (2^n-1)],

    准确说(i)表示的是一个集合,该集合包含jobs中元素若干,比如对于jobs = [3,2,3],使用3(二进制就是011)表示选取了3,2两个元素。使用7(二进制111)表示选取了3,2,3元素;使用5(二进制101)表示选取了3,3两个元素。

    2 动态规划

    (tot[i]) 表示的是集合(i)中所含工作时间的总和,那么设(i)中某个元素在jobs中的下标为(j)(i - (1<<j)) 表示从集合i中去掉了元素j,则可以得到

    (tot[i] = tot[i - (1<<j)] + jobs[j])

    使用(dp[j][i])表示:前(j)个工人完成工作子集(i)所用的最大时间的最小值

    状态转移方程为:(dp[j][i] = min_{s sube i} (max(dp[j-1][i-s], tot[s])))

    (dp[j-1][i-s])表示前(j-1)个工人,完成工作子集(i-s)所用的最大时间的最小值,(tot[s])表示的就是第(j)个工人完成工作子集(s)所用的时间

    AC代码:

    class Solution {
    public:
        int minimumTimeRequired(vector<int>& jobs, int k) {
    		int n = jobs.size();
    		vector<int> tot(1<<n, 0); //创建一个2^n大小的tot数组,每个元素表示一个集合 
    									// tot[i] 表示集合i的总工作时间
    		// 集合0表示所有工作都不选,这种不用考虑 
    		for(int i = 1; i < (1<<n); ++i) {
    			for (int j = 0; j < n; ++j) {
    				
    				if((i & (1<<j)) == 0) continue; // 如果集合i中没有j这个元素 
    				
    				int rest = i - (1<<j);  // rest相当于把i的第j位清零
                    
    				tot[i] = tot[rest] + jobs[j]; //把jobs[j]的时间加入到集合中 
    				break;//  
    			}
    		} 
    		
    		// 
    		vector<vector<int>> dp(k, vector<int>(1<<n, -1));
    		//初始化
    		for (int i = 0; i < (1<<n); ++i) {
    			dp[0][i] = tot[i]; //只有一个人做集合i,那么就是所有工作 
    		}
    		for (int i = 0; i < k; i++) {
                dp[i][0] = 0;  //集合0中有0个工作,
            }
    
    		for(int j = 1; j < k; ++j) {
    			for(int i = 1; i < (1<<n); ++i) {
    				int min_val = INT_MAX;
    				for(int s = i; s; s = (s-1) & i) {
                        int left = i - s;
    					int val = max(dp[j-1][left], tot[s]);
    					min_val = min(min_val, val);
    				}
    				dp[j][i] = min_val;
    			}
    		} 
            return dp[k-1][(1<<n)-1];
        }
    };
    

    参考题解:

    https://leetcode-cn.com/problems/find-minimum-time-to-finish-all-jobs/solution/zhuang-ya-dp-jing-dian-tao-lu-xin-shou-j-3w7r/

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/VanHa0101/p/14259665.html
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