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📜  通过最多弹出N个元素来最大化S个堆栈的最顶层元素的总和(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:12:25.455000             🧑  作者: Mango

通过最多弹出N个元素来最大化S个堆栈的最顶层元素的总和

问题描述:有S个堆栈,每个堆栈初始为空。现在有一个只包含正整数的序列,需要将这个序列中的元素依次压入堆栈中。每个堆栈的最大深度为D。如果在向某个堆栈中压入元素会导致该堆栈的深度大于D时,最早被压入堆栈中的元素将被弹出。现在有一个限制:你最多只能弹出N个元素,对于保持S个堆栈的最顶层元素的总和,最大化这个总和。

核心思路:使用贪心算法。首先将每个堆栈压满,再逐个弹出堆栈顶部元素,尽可能地让这个顶部元素大。具体实现时,从所有堆栈的顶部元素中找到最大值,将其加入答案数组。如果要将元素从某个堆栈中弹出,就将这个堆栈中的元素向下移动,再从顶部弹出一个元素。如此重复N次,直到弹出N个元素或者所有堆栈为空。

代码片段:

def maximize_topsum(S, D, N, seq):
    stacks = [[] for _ in range(S)]
    for elem in seq:
        max_top = float('-inf')
        max_stack = -1
        for i in range(S):
            if len(stacks[i]) < D:
                stacks[i].append(elem)
                break
            elif stacks[i][-1] > max_top:
                max_top = stacks[i][-1]
                max_stack = i
        if max_stack != -1:
            stacks[max_stack].pop(0)
            stacks[max_stack].append(elem)
        N -= 1
        if N == 0:
            break
    ans = sum([max(stacks[i]) if stacks[i] else 0 for i in range(S)])
    return ans

代码解释:

  1. 定义一个有S个空堆栈的列表;
  2. 循环读取序列中的元素;
  3. 对于每个元素进行操作,找到所有堆栈的最大值,如果有空堆栈,就将元素压入其中一个;如果没有空堆栈,就弹出一个堆栈的堆顶元素,将元素压入该堆栈;
  4. 重复上述步骤,直到弹出N个元素或者所有堆栈为空;
  5. 计算所有堆栈的最顶层元素的总和,并返回该值。

使用样例:

S = 3
D = 5
N = 4
seq = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(maximize_topsum(S, D, N, seq))  # 33

以上样例中,共有3个堆栈,每个堆栈的最大深度为5。需要将元素序列[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]依次压入堆栈中,并弹出4个元素。经过计算,可以得到在弹出4个元素后,保持3个堆栈的最顶层元素的总和,最大为33。