网易秋招-跳石板

网易2017年秋季校招编程题,在牛客网上刷题通过,下面记录相关思路。

题目描述

小易来到了一条石板路前,每块石板上从1挨着编号为:1、2、3…….
这条石板路要根据特殊的规则才能前进:对于小易当前所在的编号为K的 石板,小易单次只能往前跳K的一个约数(不含1和K)步,即跳到K+X(X为K的一个非1和本身的约数)的位置。 小易当前处在编号为N的石板,他想跳到编号恰好为M的石板去,小易想知道最少需要跳跃几次可以到达。例如:

N = 4,M = 24:
4->6->8->12->18->24

于是小易最少需要跳跃5次,就可以从4号石板跳到24号石板。

输入描述

输入为一行,有两个整数N,M,以空格隔开。
(4 ≤ N ≤ 100000)
(N ≤ M ≤ 100000)

输出描述

输出小易最少需要跳跃的步数,如果不能到达输出-1

示例

输入

4 24

输出

5

问题分析

从起点到终点的距离是不变的,若要跳跃次数最少,则每次跳所能跳的最大步数,是不是跳跃次数就最少呢?这是一种贪心法的思想。众所周知,贪心算法不一定能得到最优解,但却是一个可行的、较好的解。如果用贪心法来求解此题,具体的思路为:每次跳跃都选取最大的约数,若后续发生不可到达点(编号为素数),则进行回溯,取第2大的约数作为前进的步数。

如何求得最优解,需要换一个角度考虑。对于一条路径,若使得从起点出发到达途中每一个点的跳跃次数最小,那么最终到达终点时跳跃总次数最小,这就是动态规划的思想,而最终得到的解就是最优解。对于途中的一个点,从起点出发到该点能到达的点(以该点编号约数为步数)有两种选择,经过该点或者不经过该点,那么跳跃次数就有两种情况,原有的到能到达的点的跳跃次数和到该点的跳跃次数加1(从该点可以直接跳到能到达的点,故而加1),选取较小的一个即可。可得状态转移方程为:

i为石板编号,j为i的约数,N为起点编号
dp[i+j] = min(dp[i]+1, dp[i+j])
dp[N] = 1

程序代码

代码采用C++编写,运行在clang++ 3.3环境中。

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
using namespace std;

// 求约数,不包括1和它本身
void div(int n, vector<int> & arr)
{
for(int i = 2; i <= sqrt(n); i++)
{
if(n % i == 0)
{
arr.push_back(i);
if(n / i != i)
arr.push_back(n / i);
}
}
}

int main()
{
int n, m;
cin >> n >> m;
// dp[i]表示从起点出发到达编号为i的石板所需跳跃的最少次数
// 初始化为0,表示无法从起点到达该点
vector<int> dp(m + 1, 0);
vector<int> divs;
// 起点设置为1,区别于其它点
dp[n] = 1;
// 对于起点之后的每一个点依次规划求解
for(int i = n; i <= m; i++)
{
// 若无法到达该点,舍弃该点
if(!dp[i])
continue;

// 获取该点编号的约数
divs.clear();
div(i, divs);
// 对每个能到达的点更新最小次数
for(int j = 0; j < divs.size(); j++)
{
// divs[j]表示在点i处,一次跳跃能够前进的步数
// 跳跃后到达的点为i + divs[j],若小于终点编号则能一次到达
if(i + divs[j] <= m)
{
// 落下的点最小次数非0,则在点i之前存在另一条次数最少的路径
// 故该点的最小次数有两种选择:原值、点i最小次数+1(从点i跳过去)
// 若要最终结果最小,则取二者中较小的
if(dp[i + divs[j]])
dp[i + divs[j]] = min(dp[i + divs[j]], dp[i] + 1);
// 最小次数为0,表示之前并不存在别的路径
// 则该点的最小次数仅有点i最小次数+1(从点i跳过去)这一种选择
else
dp[i + divs[j]] = dp[i] + 1;
}
}
}

// 最终解需减去起点的次数1
cout << (dp[m] > 0 ? dp[m] - 1 : -1);
return 0;
}