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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:40:16.225000             🧑  作者: Mango

最小化达到值 N 所需的步骤

当需要将一个初始值 A 最小化到一个目标值 N 时,我们通常需要采取一些特定的步骤。以下是我们可以采取的一些步骤:

1. 贪心算法

在贪心算法中,我们选择当前最优的解决方案,而不考虑后续的结果。这种方法通常被用于优化问题和决策问题上。因此,如果我们需要将一个初始值 A 最小化到一个目标值 N,我们可以采用贪心算法,找到一个最优的解决方案,并将步骤最小化。

举个例子,假设我们需要将一个数 x 最小化到一个目标数 N。我们可以对 x 进行以下操作:

  • 如果 x 是偶数,则将其折半,即 x = x/2。
  • 如果 x 是奇数,则可以将其加 1 或减 1,即 x = x+1 或 x = x-1。

我们可以通过比较 (x+1)/2 和 x/2 的值来判断哪种操作是更好的选择,然后一直执行这种操作,直到达到目标值 N。

def minimize_to_n(x, N):
    steps = 0
    while x > N:
        steps += 1
        if x % 2 == 0:
            x /= 2
        else:
            if (x + 1) / 2 > N:
                x -= 1
            else:
                x += 1
    return steps
2. 动态规划

动态规划算法通常用于最优化问题,并可用于序列问题,如字符串匹配、路径查找和树形结构等。我们可以通过动态规划算法,找到一个最优的解决方案,并将步骤最小化。

举个例子,假设我们需要将一个数 x 最小化到一个目标数 N,且可以采取以下2种操作:

  • 将 x 乘 2。
  • 将 x 加 1。

我们可以通过动态规划算法来找到最少的步骤。假设我们有一个数组 dp,其中 dp[i] 表示将 i 最小化到 N 所需的最少步骤,则可以采用以下递推公式:

  • dp[i] = dp[i-1] + 1;
  • dp[i] = dp[i/2] + 1。
def minimize_to_n(x, N):
    dp = [float('inf')] * (N+1)
    dp[x] = 0
    for i in range(x, N+1):
        if i % 2 == 0:
            dp[i] = min(dp[i], dp[i//2]+1)
        dp[i] = min(dp[i], dp[i-1]+1)
    return dp[N]
3. 二分查找

如果我们知道我们需要将一个数组最小化到一个特定的值,我们可以使用二分查找来减少所需的步骤数。举个例子,假设我们需要将数组 arr 最小化到一个目标值 N,且每次步骤可以将 i 变为 i+1 或 i-1,则可以使用以下递推公式:

  • 若 sum(arr) = N,则返回 0;
  • 若 sum(arr) < N,则我们需要找到一个位置 i,使得 sum(arr[0:i+1]) > N,同时 sum(arr[0:i]) ≤ N;
  • 若 sum(arr) > N,则我们需要找到一个位置 i,使得 sum(arr[0:i]) ≤ N,同时 sum(arr[0:i+1]) > N。
def minimize_to_n(arr, N):
    left, right = 0, sum(arr)
    while left <= right:
        mid = (left + right) // 2
        temp = [min(x, mid) for x in arr]
        if sum(temp) >= N:
            right = mid - 1
        else:
            left = mid + 1
    return left

以上就是最小化达到值 N 所需要的步骤。我们可以根据具体情况,选择合适的方法并进行相应的修改。