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1690. 石子游戏 VII

English Version

题目描述

石子游戏中，爱丽丝和鲍勃轮流进行自己的回合，爱丽丝先开始 。

有 n 块石子排成一排。每个玩家的回合中，可以从行中 移除 最左边的石头或最右边的石头，并获得与该行中剩余石头值之 和 相等的得分。当没有石头可移除时，得分较高者获胜。

鲍勃发现他总是输掉游戏（可怜的鲍勃，他总是输），所以他决定尽力 减小得分的差值 。爱丽丝的目标是最大限度地 扩大得分的差值 。

给你一个整数数组 stones ，其中 stones[i] 表示 从左边开始 的第 i 个石头的值，如果爱丽丝和鲍勃都 发挥出最佳水平 ，请返回他们 得分的差值 。

 

示例 1：

输入：stones = [5,3,1,4,2]
输出：6
解释：
- 爱丽丝移除 2 ，得分 5 + 3 + 1 + 4 = 13 。游戏情况：爱丽丝 = 13 ，鲍勃 = 0 ，石子 = [5,3,1,4] 。
- 鲍勃移除 5 ，得分 3 + 1 + 4 = 8 。游戏情况：爱丽丝 = 13 ，鲍勃 = 8 ，石子 = [3,1,4] 。
- 爱丽丝移除 3 ，得分 1 + 4 = 5 。游戏情况：爱丽丝 = 18 ，鲍勃 = 8 ，石子 = [1,4] 。
- 鲍勃移除 1 ，得分 4 。游戏情况：爱丽丝 = 18 ，鲍勃 = 12 ，石子 = [4] 。
- 爱丽丝移除 4 ，得分 0 。游戏情况：爱丽丝 = 18 ，鲍勃 = 12 ，石子 = [] 。
得分的差值 18 - 12 = 6 。

示例 2：

输入：stones = [7,90,5,1,100,10,10,2]
输出：122

 

提示：

  • n == stones.length
  • 2 <= n <= 1000
  • 1 <= stones[i] <= 1000

解法

方法一：记忆化搜索

我们先预处理出前缀和数组 $s$，其中 $s[i]$ 表示前 $i$ 个石头的总和。

接下来，设计一个函数 $dfs(i, j)$，表示当剩下的石子为 $stones[i], stones[i + 1], \dots, stones[j]$ 时，先手与后手的得分差值。那么答案即为 $dfs(0, n - 1)$。

函数 $dfs(i, j)$ 的计算过程如下：

  • 如果 $i \gt j$，说明当前没有石子，返回 $0$；
  • 否则，先手有两种选择，分别是移除 $stones[i]$ 或 $stones[j]$，然后计算得分差值，即 $a = s[j + 1] - s[i + 1] - dfs(i + 1, j)$ 和 $b = s[j] - s[i] - dfs(i, j - 1)$，我们取两者中的较大值作为 $dfs(i, j)$ 的返回值。

过程中，我们使用记忆化搜索，即使用数组 $f$ 记录函数 $dfs(i, j)$ 的返回值，避免重复计算。

时间复杂度 $O(n^2)$，空间复杂度 $O(n^2)$。其中 $n$ 为石子的数量。

Python3

class Solution:
    def stoneGameVII(self, stones: List[int]) -> int:
        @cache
        def dfs(i, j):
            if i > j:
                return 0
            a = s[j + 1] - s[i + 1] - dfs(i + 1, j)
            b = s[j] - s[i] - dfs(i, j - 1)
            return max(a, b)

        s = list(accumulate(stones, initial=0))
        ans = dfs(0, len(stones) - 1)
        dfs.cache_clear()
        return ans

Java

class Solution {
    private int[] s;
    private Integer[][] f;

    public int stoneGameVII(int[] stones) {
        int n = stones.length;
        s = new int[n + 1];
        f = new Integer[n][n];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            s[i + 1] = s[i] + stones[i];
        }
        return dfs(0, n - 1);
    }

    private int dfs(int i, int j) {
        if (i > j) {
            return 0;
        }
        if (f[i][j] != null) {
            return f[i][j];
        }
        int a = s[j + 1] - s[i + 1] - dfs(i + 1, j);
        int b = s[j] - s[i] - dfs(i, j - 1);
        return f[i][j] = Math.max(a, b);
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int stoneGameVII(vector<int>& stones) {
        int n = stones.size();
        int f[n][n];
        memset(f, 0, sizeof f);
        int s[n + 1];
        s[0] = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            s[i + 1] = s[i] + stones[i];
        }
        function<int(int, int)> dfs = [&](int i, int j) {
            if (i > j) {
                return 0;
            }
            if (f[i][j]) {
                return f[i][j];
            }
            int a = s[j + 1] - s[i + 1] - dfs(i + 1, j);
            int b = s[j] - s[i] - dfs(i, j - 1);
            return f[i][j] = max(a, b);
        };
        return dfs(0, n - 1);
    }
};

Go

func stoneGameVII(stones []int) int {
	n := len(stones)
	s := make([]int, n+1)
	f := make([][]int, n)
	for i, x := range stones {
		s[i+1] = s[i] + x
		f[i] = make([]int, n)
	}
	var dfs func(int, int) int
	dfs = func(i, j int) int {
		if i > j {
			return 0
		}
		if f[i][j] != 0 {
			return f[i][j]
		}
		a := s[j+1] - s[i+1] - dfs(i+1, j)
		b := s[j] - s[i] - dfs(i, j-1)
		f[i][j] = max(a, b)
		return f[i][j]
	}
	return dfs(0, n-1)
}

func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}

...