给定一个数组 books
,其中 books[i] = [thicknessi, heighti]
表示第 i
本书的厚度和高度。你也会得到一个整数 shelfWidth
。
按顺序 将这些书摆放到总宽度为 shelfWidth
的书架上。
先选几本书放在书架上(它们的厚度之和小于等于书架的宽度 shelfWidth
),然后再建一层书架。重复这个过程,直到把所有的书都放在书架上。
需要注意的是,在上述过程的每个步骤中, 摆放书的顺序与给定图书数组books
顺序相同 。
- 例如,如果这里有 5 本书,那么可能的一种摆放情况是:第一和第二本书放在第一层书架上,第三本书放在第二层书架上,第四和第五本书放在最后一层书架上。
每一层所摆放的书的最大高度就是这一层书架的层高,书架整体的高度为各层高之和。
以这种方式布置书架,返回书架整体可能的最小高度。
示例 1:
**输入:** books = [[1,1],[2,3],[2,3],[1,1],[1,1],[1,1],[1,2]], shelfWidth = 4
**输出:** 6
**解释:**
3 层书架的高度和为 1 + 3 + 2 = 6 。
第 2 本书不必放在第一层书架上。
示例 2:
**输入:** books = [[1,3],[2,4],[3,2]], shelfWidth = 6
**输出:** 4
提示:
1 <= books.length <= 1000
1 <= thicknessi <= shelfWidth <= 1000
1 <= heighti <= 1000
方法一:动态规划
思路与算法
根据题意,按顺序将这些书摆放到总宽度为 shelfWidth 的书架上。先选几本书放在书架上,然后再建一层书架。重复这个过程,直到把所有的书都放在书架上。
考虑用「动态规划」来解决这个问题,dp}[i] 来表示放下前 i 本书所用的最小高度。 因为最多 1000 本书, 每本书高度最大 1000,我们可以把 dp}[i] 初始化为 1000000, 初始化 dp}[0] 为零,表示没有书是高度为零。
当我们要放置前 i 本书时候,假定前 j 本书放在上面的书架上,其中 j < i, 前 j 本书放好后剩余的书放在最后一层书架上, 这一层书架的高度是这部分书的高度最大值,由此得到如此递推公式:
dp}[i] = \min(\textit{dp}[j] + \max(\textit{books}[k]))
其中满足
0 \le j \le k < i \le n, \sum \textit{books}[k] \le \textit{shelfWidth
我们循环遍历 i, 求出 dp}[i] 的值,最后返回 dp}[n] 为最终答案。
代码
[sol1-C++]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
| class Solution { public: int minHeightShelves(vector<vector<int>>& books, int shelfWidth) { int n = books.size(); vector<int> dp(n + 1, 1000000); dp[0] = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { int maxHeight = 0, curWidth = 0; for (int j = i; j >= 0; --j) { curWidth += books[j][0]; if (curWidth > shelfWidth) { break; } maxHeight = max(maxHeight, books[j][1]); dp[i + 1] = min(dp[i + 1], dp[j] + maxHeight); } } return dp[n]; } };
|
[sol1-Java]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
| class Solution { public int minHeightShelves(int[][] books, int shelfWidth) { int n = books.length; int[] dp = new int[n + 1]; Arrays.fill(dp, 1000000); dp[0] = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { int maxHeight = 0, curWidth = 0; for (int j = i; j >= 0; --j) { curWidth += books[j][0]; if (curWidth > shelfWidth) { break; } maxHeight = Math.max(maxHeight, books[j][1]); dp[i + 1] = Math.min(dp[i + 1], dp[j] + maxHeight); } } return dp[n]; } }
|
[sol1-Python3]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
| class Solution: def minHeightShelves(self, books: List[List[int]], shelfWidth: int) -> int: n = len(books) dp = [inf] * (n + 1) dp[0] = 0 for i, b in enumerate(books): curWidth = 0 maxHeight = 0 j = i while j >= 0: curWidth += books[j][0] if curWidth > shelfWidth: break maxHeight = max(maxHeight, books[j][1]) dp[i + 1] = min(dp[i + 1], dp[j] + maxHeight) j -= 1 return dp[n]
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[sol1-Go]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
| func minHeightShelves(books [][]int, shelfWidth int) int { n := len(books) dp := make([]int, n + 1) for i := 1; i <= n; i++ { dp[i] = 1000000 } dp[0] = 0 for i := 0; i < n; i++ { maxHeight, curWidth := 0, 0 for j := i; j >= 0; j-- { curWidth += books[j][0] if curWidth > shelfWidth { break } maxHeight = max(maxHeight, books[j][1]) dp[i + 1] = min(dp[i+1], dp[j] + maxHeight) } } return dp[n] }
func max(a, b int) int { if a > b { return a } return b }
func min(a, b int) int { if a < b { return a } return b }
|
[sol1-C#]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
| public class Solution { public int MinHeightShelves(int[][] books, int shelfWidth) { int n = books.Length; int[] dp = new int[n + 1]; Array.Fill(dp, 1000000); dp[0] = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { int maxHeight = 0, curWidth = 0; for (int j = i; j >= 0; --j) { curWidth += books[j][0]; if (curWidth > shelfWidth) { break; } maxHeight = Math.Max(maxHeight, books[j][1]); dp[i + 1] = Math.Min(dp[i + 1], dp[j] + maxHeight); } } return dp[n]; } }
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[sol1-C]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
| int minHeightShelves(int** books, int booksSize, int* booksColSize, int shelfWidth) { int n = booksSize; int* dp = (int*)malloc((n + 1) * sizeof(int)); for (int i = 0; i <= n; ++i) { dp[i] = 1000000; } dp[0] = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { int maxHeight = 0, curWidth = 0; for (int j = i; j >= 0; --j) { curWidth += books[j][0]; if (curWidth > shelfWidth) { break; } maxHeight = fmax(maxHeight, books[j][1]); dp[i + 1] = fmin(dp[i + 1], dp[j] + maxHeight); } } return dp[n]; }
|
[sol1-JavaScript]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
| var minHeightShelves = function(books, shelfWidth) { const n = books.length; const dp = new Array(n + 1).fill(1000000); dp[0] = 0; for (let i = 0; i < n; i++) { let maxHeight = 0, curWidth = 0; for (let j = i; j >= 0; j--) { curWidth += books[j][0]; if (curWidth > shelfWidth) { break; } maxHeight = Math.max(maxHeight, books[j][1]); dp[i + 1] = Math.min(dp[i + 1], dp[j] + maxHeight); } } return dp[n]; };
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复杂度分析