【动态规划 状态机dp】3082. 求出所有子序列的能量和

简介: 【动态规划 状态机dp】3082. 求出所有子序列的能量和

算法可以发掘本质,如:

一,若干师傅和徒弟互有好感,有好感的师徒可以结对学习。师傅和徒弟都只能参加一个对子。如何让对子最多。

二,有无限多1X2和2X1的骨牌,某个棋盘若干格子坏了,如何在没有坏的格子放足够多骨牌。

三,某个单色图,1表示前前景,0表示后景色。每次操作可以将一个1,变成0。如何在最少得操作情况下,使得没有两个1相邻(四连通)。

四,若干路人,有些人是熟人,如何选出最多的人参加实验。为了避免熟人影响实验的效果,参加的人不能是熟人。

一二是二分图的最大匹配,三是二分图的最小点覆盖,四是二分图最大独立集。 而这三者是等效问题。

本文涉及知识点

动态规划 状态机dp

LeetCode3082. 求出所有子序列的能量和

给你一个长度为 n 的整数数组 nums 和一个 正 整数 k 。

一个整数数组的 能量 定义为和 等于 k 的子序列的数目。

请你返回 nums 中所有子序列的 能量和 。

由于答案可能很大,请你将它对 109 + 7 取余 后返回。

示例 1:

输入: nums = [1,2,3], k = 3

输出: 6

解释:

总共有 5 个能量不为 0 的子序列:

子序列 [1,2,3] 有 2 个和为 3 的子序列:[1,2,3] 和 [1,2,3] 。

子序列 [1,2,3] 有 1 个和为 3 的子序列:[1,2,3] 。

子序列 [1,2,3] 有 1 个和为 3 的子序列:[1,2,3] 。

子序列 [1,2,3] 有 1 个和为 3 的子序列:[1,2,3] 。

子序列 [1,2,3] 有 1 个和为 3 的子序列:[1,2,3] 。

所以答案为 2 + 1 + 1 + 1 + 1 = 6 。

示例 2:

输入: nums = [2,3,3], k = 5

输出: 4

解释:

总共有 3 个能量不为 0 的子序列:

子序列 [2,3,3] 有 2 个子序列和为 5 :[2,3,3] 和 [2,3,3] 。

子序列 [2,3,3] 有 1 个子序列和为 5 :[2,3,3] 。

子序列 [2,3,3] 有 1 个子序列和为 5 :[2,3,3] 。

所以答案为 2 + 1 + 1 = 4 。

示例 3:

输入: nums = [1,2,3], k = 7

输出: 0

解释:不存在和为 7 的子序列,所以 nums 的能量和为 0 。

提示:

1 <= n <= 100

1 <= nums[i] <= 104

1 <= k <= 100

动态规划

一个长度为len的子序列s是多少子序列的子序列? 其它字符都可以选或不选,令其它字符有len2个,则包括s的子序列共有2len2个。

动态规划的表示

pre[len][sum]表示前i个数字构成的子序列(包括空子序列)中,长度为len,和为sum的数量。

dp[len][sum]表示前i+1个数字构成的子序列(包括空子序列)中,长度为len,和为sum的数量。

动态规划的转移方程

当前数字不选取。dp = pre

选取当前数字:dp[len+1][sum+n] += pre[len][sum] ,注意下标的合法性。

动态规划的填表顺序

通过前置状态更新后置状态。依次枚举nums。

动态规划的初始值

dp[0][0]=1

动态规划的返回值

image.png

代码

template<int MOD = 1000000007>
class C1097Int
{
public:
  C1097Int(long long llData = 0) :m_iData(llData% MOD)
  {
  }
  C1097Int  operator+(const C1097Int& o)const
  {
    return C1097Int(((long long)m_iData + o.m_iData) % MOD);
  }
  C1097Int& operator+=(const C1097Int& o)
  {
    m_iData = ((long long)m_iData + o.m_iData) % MOD;
    return *this;
  }
  C1097Int& operator-=(const C1097Int& o)
  {
    m_iData = (m_iData + MOD - o.m_iData) % MOD;
    return *this;
  }
  C1097Int  operator-(const C1097Int& o)
  {
    return C1097Int((m_iData + MOD - o.m_iData) % MOD);
  }
  C1097Int  operator*(const C1097Int& o)const
  {
    return((long long)m_iData * o.m_iData) % MOD;
  }
  C1097Int& operator*=(const C1097Int& o)
  {
    m_iData = ((long long)m_iData * o.m_iData) % MOD;
    return *this;
  }
  bool operator==(const C1097Int& o)const
  {
    return m_iData == o.m_iData;
  }
  bool operator<(const C1097Int& o)const
  {
    return m_iData < o.m_iData;
  }
  C1097Int pow(long long n)const
  {
    C1097Int iRet = 1, iCur = *this;
    while (n)
    {
      if (n & 1)
      {
        iRet *= iCur;
      }
      iCur *= iCur;
      n >>= 1;
    }
    return iRet;
  }
  C1097Int PowNegative1()const
  {
    return pow(MOD - 2);
  }
  int ToInt()const
  {
    return m_iData;
  }
private:
  int m_iData = 0;;
};
class Solution {
public:
  int sumOfPower(vector<int>& nums, int k) {
    vector<vector<C1097Int<>>> pre(nums.size()+1,vector<C1097Int<>>( k + 1));
    pre[0][0] = 1;
    for (const auto& n : nums) {
      auto dp = pre;
      for (int len = 0; len+1 <= nums.size(); len++) {
        for (int iPre = 0; iPre <= k; iPre++) {
          const int iNew = iPre + n;
          if (iNew > k) { continue; }
          dp[len+1][iNew] += pre[len][iPre];
        }
      }     
      pre.swap(dp);
    }
    C1097Int<> biRet;
    for (int i = 1; i <= nums.size(); i++) {
      biRet += pre[i].back() * C1097Int(2).pow(nums.size()-i);
    }
    return biRet.ToInt();
  }
};


我想对大家说的话
闻缺陷则喜是一个美好的愿望,早发现问题,早修改问题,给老板节约钱。
子墨子言之:事无终始,无务多业。也就是我们常说的专业的人做专业的事。
如果程序是一条龙,那算法就是他的是睛

测试环境

操作系统:win7 开发环境: VS2019 C++17

或者 操作系统:win10 开发环境: VS2022 C++17

如无特殊说明,本算法用**C++**实现。

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