【微软算法面试高频题】堆箱子
作者:互联网
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1. 题目
给你一堆n个箱子,箱子宽 w i w_i wi、深 d i d_i di、高 h i h_i hi。箱子不能翻转,将箱子堆起来时,下面箱子的宽度、高度和深度必须大于上面的箱子。实现一种方法,搭出最高的一堆箱子。箱堆的高度为每个箱子高度的总和。
输入使用数组 [ w i , d i , h i ] [w_i, d_i, h_i] [wi,di,hi]表示每个箱子。
示例1:
输入:box = [[1, 1, 1], [2, 2, 2], [3, 3, 3]]
输出:6
示例2:
输入:box = [[1, 1, 1], [2, 3, 4], [2, 6, 7], [3, 4, 5]]
输出:10
2. 解析
2.1 回溯算法
先想出暴力解法,即以每个箱子为最底下的箱子。然后在余下的箱子中寻找下一个箱子,下一个箱子自然是比前一个要小的,而后再寻找更小的。这就是一个 dfs 的过程。
选择一个箱子作为作为底之后,可以把问题转换为在约束条件下,求其余箱子能叠出的最大高度。可以把子问题的解(以每个箱子为底所能得到的最大高度)缓存下来,以加速计算。另外,可以在维度上进行升序排列,这样当前箱子后面的所有箱子都不可能处于该箱子之上。 所以操作如下:
- 排序(升序)
- 遍历,将各个箱子作为底
- 在剩下的箱子中,以2步骤的箱子为底和约束条件下,寻找合适的箱子,递归重复2,直到所有箱子。计算高度和。
- 在高度和中取最大值。
class Solution {
public:
int pileBox(vector<vector<int>>& box) {
sort(box.begin(), box.end(), [](auto& a, auto& b){
return a[0] < b[0];
});
vector<int> cache(box.size(), -1);
int max_height = 0;
for(int i = 0; i < box.size(); i++){
max_height = max(max_height, dfs(box, i, cache));
}
return max_height;
}
int dfs(vector<vector<int>>& box, int bottom_box_i, vector<int>& cache){
if(cache[bottom_box_i] != -1){
return cache[bottom_box_i];
}
int ret = 0;
vector<int> &bottom_box = box[bottom_box_i];
for(int i = 0; i < bottom_box_i; i++){
if(small(box[i], bottom_box)){
ret = max(ret, dfs(box, i, cache));
}
}
ret = ret + bottom_box[2];
cache[bottom_box_i] = ret;
return ret;
}
bool small(const vector<int> &box1, const vector<int> &box2){
for(int i = 0;i<box1.size();i++){
if(box1[i] >= box2[i]){
return false;
}
}
return true;
}
};
2.2 动态规划
本题类似于俄罗斯套娃,都属于最长递增子串问题。也就是在一维的数组中找到该数列的递增次序,如下图所示:
最终紫色的序列1,2,3就是最后的最长递增子串。放到这道题来讲,我们先要将三维的排序,对于第一维相同的,就采用第二维的子串递增,如果第二维也相同,那么就找第三维的子串递增序列。下图是一个二维的示例:
所以对于该题的算法操作如下:
- 先将数组按照任何一条边降序重排,目的是为了降低里层循环次数。
- 使用dp一维数组记录以序号 i i i箱子为顶时的最大高度。
- 计算每个箱子 i i i时,在约束条件下,找到所有箱子 k k k( i i i可以放在 k k k的上面),并计算以k为顶最大高度与 i i i的高度之和,取最大值。
- 所有箱子都操作完后,取dp数组元素的最大值
class Solution {
public:
int pileBox(vector<vector<int>>& box) {
sort(box.begin(), box.end(), [](auto& a, auto& b){
return a[0] < b[0];
});
vector<int> dp(box.size(), 0);
dp[0] = box[0][2];
int ret = dp[0];
for(int i = 1; i < box.size(); i++){
int max_height = 0;
for(int j = 0; j < i; j++){
if(small(box[j], box[i])){
max_height = max(max_height, dp[j]);
}
}
dp[i] = max_height + box[i][2];
ret = max(ret, dp[i]);
}
return ret;
}
bool small(const vector<int> &box1, const vector<int> &box2){
for(int i = 0;i<box1.size();i++){
if(box1[i] >= box2[i]){
return false;
}
}
return true;
}
};
微软和谷歌的几个大佬组织了一个面试刷题群,可以加管理员VX:sxxzs3998(备注CSDN),进群参与讨论和直播
标签:box,箱子,微软,int,max,ret,面试,vector,高频 来源: https://blog.csdn.net/MS_Stephen/article/details/118756357