美文网首页
5884. 解出数学表达式的学生分数

5884. 解出数学表达式的学生分数

作者: 闭门造折 | 来源:发表于2021-09-26 12:42 被阅读0次

    题目链接

    《5884. 解出数学表达式的学生分数》

    思路

    使用区间 dp 的方法,使用一个二维数组 dp[i][j] 表示字符串 s[i..j] 总共可以通过调换计算顺序,得到哪些计算结果

    Step 1:统计回答

    思路

    因为错误的计算结果可能有很多种,所以我们先对所有学生提交的结果做一个简单统计,后续就不需要每次都 O(N) 遍历了。

    代码及注释

    // 所有学生答案都在[0, 1000],因此开一个差不多大小的空间即可
    vector<int> count(1024); 
    for(auto p : answer){
      count[p]++;
    }
    

    Step 2:计算正确结果

    思路

    使用加法入栈,乘法直接将栈顶元素做乘法的方法,计算正确结果。

    解释

    顺序遍历时

    • 对于 a + b ...,由于不知道 b 之后是否涉及到乘法运算,因此不可以直接将 ab 相加,而是应该暂时把两个数都放在栈中;
    • 对于 a * b ...,乘法运算优先级最高,因此此处直接计算 a * b 的值,并更新栈顶的 a 的值为 a * b

    代码及注释

    stack<int> st;
    st.push(s[0] - '0'); // 第一个元素入栈
    for(int i = 1; i < s.length(); i += 2){
        if(s[i] == '+'){ // 加法运算,暂不做,存到栈顶
            st.push(s[i + 1] - '0');
        }
        else{ // 乘法运算,直接做
            st.top() *= (s[i + 1] - '0');
        }
    }
    // 弹栈,计算所有加法运算
    int right = 0;
    while(st.size() > 0){
        right += st.top();
        st.pop();
    }
    // 正确的得分 = 5 * 正确人数
    int ans = 5 * count[right];
    

    Step 3:枚举所有可能结果

    思路

    这一步中,使用区间 dp 的方法,使用一个二维数组 dp[i][j] 表示字符串 s[i..j] 总共可以通过调换计算顺序,得到哪些计算结果,dp[i][j] 是一个集合。

    初始化

    初始条件时,是 i=j,此时 dp[i][j] = {s[i] - '0'}

    递推关系

    对于一个区间 dp[i][j],我们有 dp[i][j] = \{dp[i][k] ○ dp[k][j] \} 其中 i≤k≤j,符号 表示加号或乘号关系。

    代码及注释

    // 开空间,dp为n*n的数组,每一项为一个集合
    int len = s.length();
    vector<vector<unordered_set<int>>> dp(len + 2, vector<unordered_set<int>>(len + 2));
    // 初始化,对于i=j情况,能组成的值为其本身
    for(int j = 0; j < len; j += 2){
        dp[j][j].insert(s[j] - '0');
    }
    // 枚举步伐,不断增大,即 step = j-i
    for(int step = 2; step < len; step += 2){
        // 枚举开始位置 i
        for(int i = 0; i + step < len; i += 2){
            // 枚举左半部分长度 t
            for(int t = 0; t < step; t += 2){
                // x是左半部分所有可能值
                // y是右半部分所有可能值
                for(auto x : dp[i][i + t]){
                    for(auto y : dp[i + t + 2][i + step]){
                        // 根据中间连接符是+/*,来计算连接后的值
                        if(s[i + t + 1] == '+'){
                            // 因为学生猜测结果均在 [0,1000],因此超限的值可以直接忽略。
                            if(x + y <= 1000)
                            dp[i][i + step].insert(x + y);
                        }
                        else{
                            if(x * y <= 1000)
                            dp[i][i + step].insert(x * y);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    

    Step 4:统计所有错误结果

    思路

    上一步计算的 dp[0][len-1] 就是整个字符串,所有可能的计算结果。结合第一步统计的学生答案,做累加

    代码及注释

    for(auto p : dp[0][len - 1]){
        if(p != right){ // 只有错误答案需要统计,防止二次统计正确同学
            ans += 2 * count[p];
        }
    }
    

    完整代码及注释

    class Solution {
    public:
        int scoreOfStudents(string s, vector<int>& answers) {
            // Step 1:统计所有学生答案
            // 所有学生答案都在[0, 1000],因此开一个差不多大小的空间即可
            vector<int> count(1024);
            for(auto p : answers){
                count[p]++;
            }
            
            // Step 2:计算正确结果
                    stack<int> st;
            st.push(s[0] - '0'); // 第一个元素入栈
            for(int i = 1; i < s.length(); i += 2){
                if(s[i] == '+'){ // 加法运算,暂不做,存到栈顶
                    st.push(s[i + 1] - '0');
                }
                else{ // 乘法运算,直接做
                    st.top() *= (s[i + 1] - '0');
                }
            }
            // 弹栈,计算所有加法运算
            int right = 0;
            while(st.size() > 0){
                right += st.top();
                st.pop();
            }
            // 正确的得分 = 5 * 正确人数
            int ans = 5 * count[right];
            
            // Step 3:枚举所有可能结果
            // 开空间,dp为n*n的数组,每一项为一个集合
            int len = s.length();
            vector<vector<unordered_set<int>>> dp(len + 2, vector<unordered_set<int>>(len + 2));
            // 初始化,对于i=j情况,能组成的值为其本身
            for(int j = 0; j < len; j += 2){
                dp[j][j].insert(s[j] - '0');
            }
            // 枚举步伐,不断增大,即 step = j-i
            for(int step = 2; step < len; step += 2){
                // 枚举开始位置 i
                for(int i = 0; i + step < len; i += 2){
                    // 枚举左半部分长度 t
                    for(int t = 0; t < step; t += 2){
                        // x是左半部分所有可能值
                        // y是右半部分所有可能值
                        for(auto x : dp[i][i + t]){
                            for(auto y : dp[i + t + 2][i + step]){
                                // 根据中间连接符是+/*,来计算连接后的值
                                if(s[i + t + 1] == '+'){
                                    // 因为学生猜测结果均在 [0,1000],因此超限的值可以直接忽略。
                                    if(x + y <= 1000)
                                    dp[i][i + step].insert(x + y);
                                }
                                else{
                                    if(x * y <= 1000)
                                    dp[i][i + step].insert(x * y);
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            // Step 4:统计顺序错误同学得分
            for(auto p : dp[0][len - 1]){
                if(p != right){ // 只有错误答案需要统计,防止二次统计正确同学
                    ans += 2 * count[p];
                }
            }
            return ans;
        }
    };
    

    相关文章

      网友评论

          本文标题:5884. 解出数学表达式的学生分数

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/oqjqnltx.html