100108. 收集所有金币可获得的最大积分

2023/10/29 leetcode 共 1389 字,约 4 分钟

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节点 0 处现有一棵由 n 个节点组成的无向树,节点编号从 0 到 n - 1 。给你一个长度为 n - 1 的二维 整数 数组 edges ,其中 edges[i] = [ai, bi] 表示在树上的节点 ai 和 bi 之间存在一条边。另给你一个下标从 0 开始、长度为 n 的数组 coins 和一个整数 k ,其中 coins[i] 表示节点 i 处的金币数量。

从根节点开始,你必须收集所有金币。要想收集节点上的金币,必须先收集该节点的祖先节点上的金币。

节点 i 上的金币可以用下述方法之一进行收集:

  • 收集所有金币,得到共计 coins[i] - k 点积分。如果 coins[i] - k 是负数,你将会失去 abs(coins[i] - k) 点积分。
  • 收集所有金币,得到共计 floor(coins[i] / 2) 点积分。如果采用这种方法,节点 i 子树中所有节点 j 的金币数 coins[j] 将会减少至 floor(coins[j] / 2) 。

返回收集 所有 树节点的金币之后可以获得的最大积分。

示例 1:

img

输入:edges = [[0,1],[1,2],[2,3]], coins = [10,10,3,3], k = 5
输出:11                        
解释:
使用第一种方法收集节点 0 上的所有金币。总积分 = 10 - 5 = 5 。
使用第一种方法收集节点 1 上的所有金币。总积分 = 5 + (10 - 5) = 10 。
使用第二种方法收集节点 2 上的所有金币。所以节点 3 上的金币将会变为 floor(3 / 2) = 1 ,总积分 = 10 + floor(3 / 2) = 11 。
使用第二种方法收集节点 3 上的所有金币。总积分 =  11 + floor(1 / 2) = 11.
可以证明收集所有节点上的金币能获得的最大积分是 11 。 

示例 2:

img

输入:edges = [[0,1],[0,2]], coins = [8,4,4], k = 0
输出:16
解释:
使用第一种方法收集所有节点上的金币,因此,总积分 = (8 - 0) + (4 - 0) + (4 - 0) = 16 。

提示:

  • n == coins.length
  • 2 <= n <= 105
  • 0 <= coins[i] <= 104
  • edges.length == n - 1
  • 0 <= edges[i][0], edges[i][1] < n
  • 0 <= k <= 104

solution

解题关键在于题目里隐含的操作二最多执行17次,这样会降低复杂度。

class Solution:
    def maximumPoints(self, edges: List[List[int]], coins: List[int], k: int) -> int:
        if k == 0:
            return sum(coins)
        import collections
        graph = collections.defaultdict(list)
        for u, v in edges:
            graph[u].append(v)
            graph[v].append(u)
        root = 0

        @functools.lru_cache(None)
        def dfs_p(u, p, op):
            subs = 0
            for v in graph[u]:
                if v != p:
                    subs += dfs_p(v, u, op)
            cur = coins[u] >> op
            res = cur - k + subs

            subs = 0
            for v in graph[u]:
                if v != p:
                    subs += dfs_p(v, u, min(17, op + 1))
            res = max(res, (cur >> 1) + subs)
            return res

        return dfs_p(root, -1, 0)


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