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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:

  1. 我从 1 n 之间选择一个数字。
  2. 你来猜我选了哪个数字。
  3. 如果你猜到正确的数字,就会 赢得游戏
  4. 如果你猜错了,那么我会告诉你,我选的数字比你的 更大或者更小 ,并且你需要继续猜数。
  5. 每当你猜了数字 x 并且猜错了的时候,你需要支付金额为 x 的现金。如果你花光了钱,就会 输掉游戏

给你一个特定的数字 n ,返回能够 确保你获胜 的最小现金数,不管我选择那个数字

 

示例 1:

输入:n = 10
输出:16
解释:制胜策略如下:
- 数字范围是 [1,10] 。你先猜测数字为 7 。
    - 如果这是我选中的数字,你的总费用为 $0 。否则,你需要支付 $7 。
    - 如果我的数字更大,则下一步需要猜测的数字范围是 [8,10] 。你可以猜测数字为 9 。
        - 如果这是我选中的数字,你的总费用为 $7 。否则,你需要支付 $9 。
        - 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 10 。你猜测数字为 10 并赢得游戏,总费用为 $7 + $9 = $16 。
        - 如果我的数字更小,那么这个数字一定是 8 。你猜测数字为 8 并赢得游戏,总费用为 $7 + $9 = $16 。
    - 如果我的数字更小,则下一步需要猜测的数字范围是 [1,6] 。你可以猜测数字为 3 。
        - 如果这是我选中的数字,你的总费用为 $7 。否则,你需要支付 $3 。
        - 如果我的数字更大,则下一步需要猜测的数字范围是 [4,6] 。你可以猜测数字为 5 。
            - 如果这是我选中的数字,你的总费用为 $7 + $3 = $10 。否则,你需要支付 $5 。
            - 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 6 。你猜测数字为 6 并赢得游戏,总费用为 $7 + $3 + $5 = $15 。
            - 如果我的数字更小,那么这个数字一定是 4 。你猜测数字为 4 并赢得游戏,总费用为 $7 + $3 + $5 = $15 。
        - 如果我的数字更小,则下一步需要猜测的数字范围是 [1,2] 。你可以猜测数字为 1 。
            - 如果这是我选中的数字,你的总费用为 $7 + $3 = $10 。否则,你需要支付 $1 。
            - 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 2 。你猜测数字为 2 并赢得游戏,总费用为 $7 + $3 + $1 = $11 。
在最糟糕的情况下,你需要支付 $16 。因此,你只需要 $16 就可以确保自己赢得游戏。

示例 2:

输入:n = 1
输出:0
解释:只有一个可能的数字,所以你可以直接猜 1 并赢得游戏,无需支付任何费用。

示例 3:

输入:n = 2
输出:1
解释:有两个可能的数字 1 和 2 。
- 你可以先猜 1 。
    - 如果这是我选中的数字,你的总费用为 $0 。否则,你需要支付 $1 。
    - 如果我的数字更大,那么这个数字一定是 2 。你猜测数字为 2 并赢得游戏,总费用为 $1 。
最糟糕的情况下,你需要支付 $1 。

 

提示:

  • 1 <= n <= 200

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] = 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
}

...