将给定数组拆分为大小为 K 的子集,并将每个子集的最高 K/2 个元素添加到成本中,以最小化成本
拆分数组意味着我们必须划分数组并生成子集。在这个问题中,我们给出了一个大小为 n 的整数数组,数组中有一个整数 k。我们的目标是将整个数组拆分成大小为 k 的子集,并将每个子集的最高 k/2 个元素添加到成本中,以计算出最低成本。
注意:这里我们考虑了 k/2 的上限。
为了更好地理解这个问题,我们来看下面的示例和解释。
示例
输入
n: 4 array: [ 3, 4, 2, 1 ] k: 2
输出
6
解释:这里我们将给定数组拆分为 [ 3, 4 ] 和 [ 2, 1 ]
现在我们必须将每个子集的最高 k/2 元素添加到成本中。
k/2 = 2/2 = 1.
Cost = 4 + 2 = 6
输入
n: 10 array: [ 3, 5, 2, 6, 7, 4, 1, 8, 11, 10 ] k: 5
输出
41
解释:这里我们将给定的数组拆分为 [ 3, 5, 2, 4, 1 ] 和 [ 6, 7, 8, 11, 10 ]。
现在我们必须将每个子集的最高 k/2 个元素添加到成本中。
k/2 = 5/2 = 2.5,现在 [2.5] 的上限 = 3。
我们必须将每个子集的 3 个最高元素添加到成本中。
成本 = 3 + 4 + 5 + 8 + 11 + 10 = 41。
贪婪方法
这种方法的思路很简单,我们在这里考虑贪婪,因为我们知道我们必须通过将数组拆分为 k 个子集并将 k/2 个最高元素的上限添加到成本中来最小化成本。因此,根据观察,如果对数组进行排序,那么我们从后面遍历数组。之后,对于每个大小为 k 的子集,我们将 k/2 个最高元素添加到我们得到的成本中,以最小化成本。
下面让我们逐步讨论这种方法 -
我们创建了一个函数calculateLowestCost,它接受数组大小、数组和 k 等参数。
在该函数中,创建一个变量"minimizeCost"来存储最终答案。
使用sort函数对数组进行排序
将 k/2 的最大值存储在"updateK"变量中
从 n-1 循环到大于等于 0。
将"updateK"存储到变量 j 中,以维护我们需要添加到成本中的元素数量("minimizeCost")
将 k 存储到变量 tempK 中,以维护大小为 k 的子集k
使用 while 循环将 j 个元素添加到 minimizeCost 中,并减少 j、tempK 和 i。
通过从 i 中减去剩余的 tempK 来更新大小为 k 的子集的 i。
返回 minimzeCost
为了更好地理解上述方法,我们来看下面的代码。
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; // 创建函数"calculateLowestCost" int calculateLowestCost( int n, int array [], int k ) { // 创建变量"minimizeCost"用于存储最终成本 int minimalCost = 0; // 使用 STL 函数 sort 对数组进行排序 sort(array , array + n); // 创建变量 updateK 用于存储 k/2 的上限值 int updateK = ceil (k/2.0); // 使用 for 循环从末尾遍历数组,因为我们需要添加 k/2 // 每个大小为 k 的子集的最高元素 for ( int i = n-1; i >= 0; i-- ) { // 将 k/2 的 ceil 存储到变量 j int j = updateK; // 将 k 存储到 tempK 以维护大小为 k 的子集 int tempK = k; // 遍历 while 循环,将 k/2 的 ceil 添加到大小为 k 的子集的最高元素 while ( i>=0 && j--){ minimizeCost += array[i]; tempK --; i--; } // 更新 i 为大小为 k 的子集 if(tempK){ i -= tempK; } i++; } // Return Final cost return minimizeCost; } int main(){ int n = 4; // 给定数组的大小 int array [] = { 3, 4, 2, 1 }; // 给定一个数组 int k = 2; // 给定一个整数 k // 调用函数"calculateMinimizeCost"创建一个变量"res"来存储最小化成本 int res = calculateLowestCost(n, array, k); cout<< "最小化给定数组的成本是 " ; cout << res ; return 0; }
输出
最小化给定数组的成本是 6
时间和空间复杂度
上述代码的时间复杂度为 O(N * (logN)),因为我们遍历了数组并使用了排序函数。
上述代码的空间复杂度为 O(1),因为没有使用额外的空间来存储任何内容。
其中 N 是给定数组的大小。
结论
在本教程中,我们实现了一个 C++ 程序,通过将给定数组拆分为大小为 K 的子集,并将每个子集的最高 K/2 个元素添加到成本中,来查找最小化成本。我们实现了贪婪方法并使用了 STL 的排序函数。时间复杂度为 O(N * (log N)),其中 N 是给定数组的大小,空间复杂度为 O(1),不需要额外的空间。