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/

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