一、 题目
给你一根长度为 n 的绳子,请把绳子剪成整数长度的 m 段(m、n都是整数,n>1并且m>1),每段绳子的长度记为 k[0],k[1]...k[m - 1] 。请问 k[0]k[1] ...*k[m - 1] 可能的最大乘积是多少?例如,当绳子的长度是8时,我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段,此时得到的最大乘积是18。
答案需要取模 1e9+7(1000000007),如计算初始结果为:1000000008,请返回 1。
示例 1:
Copy 输入 : 2
输出 : 1
解释 : 2 = 1 + 1 , 1 × 1 = 1
示例 2:
Copy 输入 : 10
输出 : 36
解释 : 10 = 3 + 3 + 4 , 3 × 3 × 4 = 36
提示:
2 <= n <= 1000
注意:本题与主站 343 题 相同
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二、 常规思路与问题
咋一看,和14-I.剪绳子 没什么区别嘛~ 不就是结果要取模嘛~
2.1 一般思路
那你就上当了
我们用动态规划的解法来试试:
Copy func cuttingRope ( _ n : Int ) -> Int {
if n < 4 {
return n - 1
}
var dp = [ Int ] ( repeating : 1 , count : n + 1 )
for i in 3 ... n {
for j in 2 ..< i {
dp [ i ] = max ( dp [ i ] , max ( j * (i - j), j * dp [ i - j ]))
}
}
return dp [ n ] % 1_000_000_007
}
试试两个测试用例:
很正常没问题嘛~🤷♂️
2.2 试试120
居然出错了?
2.3 数据长度问题
请注意本题的数据范围 2 <= n <= 1000
和第一题的 2 <= n <= 58
,差别很大。
上面报错就是因为数据超出了范围了。
那你可能会想到,那我换 Int64
?我换 long
?
然鹅并不行
那我每次纯数据都取一下模?
更不行,中间数据都变了,结果当然更错
我们用 Decimal
来接收看看120
时到底是多大:
120
时就已经 20位
了,更何况本题的范围最大1000
。
我们就不要再数据类型的选择上进行纠结了
2.4 Decimal
解法
这里将元素使用 Decimal
进行承载
Copy let base = NSDecimalNumber ( decimal : Decimal ( 1_000_000_007 ))
func cuttingRope ( _ n : Int ) -> Int {
if n < 4 {
return n - 1
}
var dp = [Decimal] ( repeating : 1 , count : n + 1 )
for i in 3 ... n {
for j in 2 ..< i {
dp [ i ] = max ( dp [ i ] , max ( Decimal ( j ) * Decimal ( i - j ) , Decimal ( j ) * dp [ i - j ]))
}
}
let handler = NSDecimalNumberHandler ( roundingMode : . down , scale : 0 , raiseOnExactness : false , raiseOnOverflow : false , raiseOnUnderflow : false , raiseOnDivideByZero : false )
let result = NSDecimalNumber ( decimal : dp [ n ])
let baseCount = result. dividing ( by : base ) . rounding ( accordingToBehavior : handler )
let tp = result. subtracting ( base.multiplying ( by : baseCount ))
return Int ( truncating : tp )
}
结果到 255 的时候还是错了,还是丢失了精度。毕竟 NSDecimalNumber
也是有范围的
感觉想继续用动态规划不太现实了
2.5 补充 Java 的 BigInteger 可以动态规划
Copy import java . math . BigInteger ;
class Solution {
public int cuttingRope ( int n ) {
BigInteger [] dp = new BigInteger [ n + 1 ] ;
Arrays. fill ( dp, BigInteger.valueOf ( 1 )) ;
// dp[1] = BigInteger.valueOf(1);
for ( int i = 3 ; i < n + 1 ; i ++ ) {
for ( int j = 1 ; j < i; j ++ ) {
dp [ i ] = dp [ i ] . max ( BigInteger.valueOf ( j * (i - j) )) . max ( dp [ i - j ] .multiply ( BigInteger.valueOf ( j ))) ;
}
}
return dp [ n ] . mod ( BigInteger.valueOf ( 1000000007 )) . intValue () ;
}
}
链接:作者:ollieq
这里就不再纠结数据类型了
三、 贪心-循环求余
尽可能多的切成长度为3的,乘积最大
3.1 解法
Copy func cuttingRope ( _ n : Int ) -> Int {
if n < 4 {
return n - 1
}
var res = 1
var n = n
while n > 4 {
res = res * 3 % 1_000_000_007
n -= 3
}
return res * n % 1_000_000_007
}
真快
3.2 循环求余
详细可以移步这个题解
四、贪心-快速幂
核心是通过 快速幂
算法及模运算规律,控制数据范围。详细了解可以移步快速幂
LeetCode
4.1 解法
Copy func cuttingRope ( _ n : Int ) -> Int {
if n < 4 {
return n - 1
}
let a = n / 3 , b = n % 3
if b == 0 {
return modPow ( 3 , a ) % 1_000_000_007
}
else if b == 1 {
return modPow ( 3 , a - 1 ) * 4 % 1_000_000_007
}
else {
return modPow ( 3 , a ) * 2 % 1_000_000_007
}
}
func modPow ( _ x : Int , _ n : Int ) -> Int {
var res = 1
var x = x
var n = n
while n > 0 {
if n & 1 == 1 {
res *= x
res %= 1_000_000_007 // 限制了数据范围
}
x *= x
x %= 1_000_000_007 // 限制了数据范围
n >>= 1
}
return res
}