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纸牌博弈问题

2017-03-20 10:08 218 查看
题目:有一个整型数组A,代表数值不同的纸牌排成一条线。玩家a和玩家b依次拿走每张纸牌,规定玩家a先拿,玩家b后拿,但是每个玩家每次只能拿走最左或最右的纸牌,玩家a和玩家b都绝顶聪明,他们总会采用最优策略。请返回最后获胜者的分数。给定纸牌序列A及序列的大小n,请返回最后分数较高者得分数(相同则返回任意一个分数)。
测试样例:

[1,2,100,4],4

返回:101

解析:
a和b都是绝顶聪明,他们每次拿元素时,肯定是按对自己最有力的方式拿。该题目先由最普通的递归解法,然后进行优化,到动态规划。
递归方式,对数组arr,元素数为n。
F(arr, l , r)表示对于数组arr,元素从l到r,先拿可以达到的最大分数;
S(arr, l, r)表示对于数组arr, 元素从l到r,后拿可以达到的最大分数。
对于F(arr, l, r),先拿时,有两种拿法,拿第一个arr[l],或最后一个arr[r];如果拿arr[l],那么剩余的arr[l+1,....r]能拿到的最大分数为S(arr, l+1, r),分数为arr[l] +S(arr, l+1, r); 如果拿arr[r],剩余的arr[l, ...r-1]能拿到的最大分数为S(arr, l, r-1),分数为arr[r] + S(arr,
l, r-1),因为对于先拿后剩余的数组,当前人再拿的话是后拿的,然后取这两种拿法较大的分数。
对于S(arr, l, r),如果前一个人先拿了arr[l],则后拿的分数为F(arr, l+1, r),如果前一个人先拿了arr[r],则后拿的分数为F(arr, l, r-1),因为对于剩余的元素来说,你是先拿的,取两种方式的较小值才是S的值。(为什么取较小值,而不是较大值?因为a和b都是绝顶聪明人,你是在另一个绝顶聪明人之后才拿的,他给你剩下的肯定是较坏的情况)
递归实现的方式如下,可以再进行动态规划方式的优化,接下来再讲。

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/* 返回较大值 */  

int Max(int a, int b)  

{  

    return ((a > b) ? a : b);  

}  

  

/* 返回较小值 */  

int Min(int a, int b)  

{  

    return ((a < b) ? a : b);  

}  

  

/* 对数组arr,从l到r元素,先拿的最大分数 */  

int F(int arr[], int l, int r)  

{  

    if (l == r)  

    {  

        return arr[l];  

    }  

    return Max(arr[l] + S(arr, l+1, r), arr[r] + S(arr, l, r-1));  

}  

  

/* 对数组arr,从l到r元素,后拿的最大分数 */  

int S(int arr[], int l, int r)  

{  

    if (l == r)  

    {  

        return 0;  

    }  

    return Min(F(arr, l+1, r), F(arr, l, r-1));  

}  

  

int FindWinnerScore(int arr[], int l, int r)  

{  

    int A_score = 0;  

    int B_score = 0;  

    A_score = F(arr, l, r);  

    B_score = S(arr, l, r);  

    return ((A_score > B_score) ? A_score : B_score);  

}  

态规划定义了两个表F和S,F[i][j]表示arr[i...j]先拿的最大分数,S[i][j]表示arr[i...j]后拿的最大分数。最终比较F[0][n-1]和S[0][n-1]的值,返回较大的即可。
在遍历填写两个表之前,我们可以对表进行初始化。初始化后,可以按列进行遍历,行从最后一个开始,因为每个F[i][j]和S[i][j]的值都是由F[i+1][j]、F[i][j-1]或S[i+1][j]、S[i][j-1]得到的。

动态规划的代码如下:

[cpp] view
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int DP(int arr[], int n)  

{  

    int i = 0;  

    int j = 0;  

    int** F = NULL;  

    int** S = NULL;  

    F = (int**)malloc(sizeof(int*)*n);  

    S = (int**)malloc(sizeof(int*)*n);  

  

  

    for (i = 0; i < n; i++)  

    {  

        F[i] = (int*)malloc(sizeof(int)*n);  

        S[i] = (int*)malloc(sizeof(int)*n);  

    }  

  

  

    /* 初始化 */  

    F[0][0] = arr[0];  

    S[0][0] = 0;  

    F[n-1][n-1] = arr[n-1];  

    S[n-1][n-1] = 0;  

    for (i = 1; i < n; i++)  

    {  

        F[i][0] = 0;  

        S[i][0] = 0;  

    }  

    for (i = 0; i < n-1; i++)  

    {  

        F[n-1][i] = 0;  

        S[n-1][i] = 0;  

    }  

  

    for (j = 1; j < n; j++)  

    {  

        for (i = n-2; i >= 0; i--)  

        {  

            if (i <= j)  

            {  

                F[i][j] = Max(arr[i] + S[i+1][j], arr[j] + S[i][j-1]);  

                S[i][j] = Min(F[i+1][j], F[i][j-1]);  

            }  

            else  

            {  

                F[i][j] = 0;  

                S[i][j] = 0;  

            }  

        }  

    }  

  

    return Max(F[0][n-1], S[0][n-1]);  

}  
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