【LeetCode】【剑指offer】【剪绳子(一)】

发布于:2023-01-19 ⋅ 阅读:(478) ⋅ 点赞:(0)

剑指 Offer 14- I. 剪绳子

给你一根长度为 n 的绳子,请把绳子剪成整数长度的 m 段(m、n都是整数,n>1并且m>1),每段绳子的长度记为 k[0],k[1]...k[m-1] 。请问 k[0]*k[1]*...*k[m-1] 可能的最大乘积是多少?例如,当绳子的长度是8时,我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段,此时得到的最大乘积是18。

示例 1:

输入: 2
输出: 1
解释: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1
示例 2:

输入: 10
输出: 36
解释: 10 = 3 + 3 + 4, 3 × 3 × 4 = 36

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/jian-sheng-zi-lcof
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我们可以假设我们将长度为x绳子以长度a等分成了\frac{x}{a}

那么我们乘积的大小就为a^{\frac{x}{a}}

也就是(a^{\frac{1}{a}})^{x}

由于我们的x的值是固定的,所以说我们只用考虑如何让a^{\frac{1}{a}}最大就可以了

我们设y=a^{\frac{1}{a}}

化简为lny=\frac{1}{a}lna

然后左右两边同时求导

\frac{1}{y}y'=\frac{(1-lna)}{a^{2}}

化简,将\frac{1}{y}乘到右边去,同时用y=a^{\frac{1}{a}}将y带换掉

得到y'=\frac{(1-lna)}{a^{2}}a^{\frac{1}{a}}

从上面式子来看,我们的导数在e处为0,也就是达到了最大值,

但是我们的绳子需要分隔的长度需要是整数,

所以我们需要看看式子y=a^{\frac{1}{a}}在2或3哪一个更大一些。

 2^{\frac{1}{2}}3^{\frac{1}{3}}同时取6次方,

左边的是8,右边的是9,

所以我们需要尽可能将我们的绳子分割成以3位单位的小段。

接着我们就可以分为三种情况考虑

1.如果这个绳子长度是3的倍数,就直接将绳子每一段都分隔为3

2.如果分割成3个单位一段还余1,我们不妨取一个3出来,将这个3×1变成2×2

3.如果分割成3个单位一段还余2,就直接相乘就行,不用对2调整

注意:若绳子长度小于等于三,按照题目的要求,我们还要对绳子分隔

若绳子长度为1,分割为1+0,相乘为0

若绳子长度为2,分割为1+1,相乘为1

若绳子长度为3,分割为1+2,相乘为2

也就是相乘的结果是绳子长度-1

下面是具体的代码实现

class Solution {
public:
    int cuttingRope(int n) {
        if(n<=3)
        {
            return n-1;
        }
        int x=n/3;
        int y=n%3;
        if(y==0)
        {
            return pow(3,x);
        }
        if(y==1)
        {
            return pow(3,x-1)*4;
        }

        return pow(3,x)*2;

    }
};


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