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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:25:15.655000             🧑  作者: Mango

将n转换为m所需的最小操作数

有时候我们需要将一个数字n转换为另一个数字m,经过一系列操作,使得最终得到的数字m与原始数字n相等。这其中的操作可以是加法、减法、乘法、除法等基本运算,也可以是一些特殊算法,比如斐波那契数列、阶乘等。

思路

我们可以使用动态规划的方法来解决这个问题。首先初始化一个大小为(n+1) x (m+1)的二维数组dp,其中dp[i][j]表示将数字i转换为数字j所需的最小操作数。

接下来,我们考虑如何将数字i转换为数字j。假设i<j,则我们可以选择将i不断加上1,直到加到j为止(或者将j不断减去1,直到减到i为止)。因此,我们可以将数字i加上x(x>=1)次,得到一个新的数字i+x,然后再进行后续转换。那么这个操作所需的最小次数,就是dp[i][j-x]+1,即将数字i+x转换为j所需的最小操作数再加上1。

我们不断尝试将i加上不同的值x,直到得到dp[i][j]的最小值。因此,可以得到如下状态转移方程:

dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i+x][j]+1), 1 <= x <= j-i

最后,dp[n][m]即为将数字n转换为数字m所需的最小操作数。

代码示例
def min_operations(n, m):
    # 初始化dp数组
    dp = [[float('inf') for _ in range(m+1)] for _ in range(n+1)]
    for i in range(n+1):
        dp[i][i] = 0
    
    # 递推计算dp数组
    for i in range(n, 0, -1):
        for j in range(m, i, -1):
            for x in range(1, j-i+1):
                dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i+x][j]+1)
    
    return dp[n][m]
时间复杂度

本算法的时间复杂度为O(nm(m-n)),其中n和m分别为要转换的数字的大小。这个复杂度是通过分析状态转移方程得到的,但是由于转移方程中的x不一定都是有用的,因此具体的时间复杂度还需要根据具体情况进行分析。