猜数字大小 II

375. 猜数字大小 II

我们正在玩一个猜数游戏，游戏规则如下：

我从 1 到 n 之间选择一个数字。
你来猜我选了哪个数字。
如果你猜到正确的数字，就会 赢得游戏 。
如果你猜错了，那么我会告诉你，我选的数字比你的 更大或者更小 ，并且你需要继续猜数。
每当你猜了数字 x 并且猜错了的时候，你需要支付金额为 x 的现金。如果你花光了钱，就会 输掉游戏 。

给你一个特定的数字 n ，返回能够 确保你获胜 的最小现金数，不管我选择那个数字 。

示例 1：

输入：n = 10
输出：16
解释：制胜策略如下：
- 数字范围是 [1,10] 。你先猜测数字为 7 。
    - 如果这是我选中的数字，你的总费用为 $0 。否则，你需要支付 $7 。
    - 如果我的数字更大，则下一步需要猜测的数字范围是 [8,10] 。你可以猜测数字为 9 。
        - 如果这是我选中的数字，你的总费用为 $7 。否则，你需要支付 $9 。
        - 如果我的数字更大，那么这个数字一定是 10 。你猜测数字为 10 并赢得游戏，总费用为 $7 + $9 = $16 。
        - 如果我的数字更小，那么这个数字一定是 8 。你猜测数字为 8 并赢得游戏，总费用为 $7 + $9 = $16 。
    - 如果我的数字更小，则下一步需要猜测的数字范围是 [1,6] 。你可以猜测数字为 3 。
        - 如果这是我选中的数字，你的总费用为 $7 。否则，你需要支付 $3 。
        - 如果我的数字更大，则下一步需要猜测的数字范围是 [4,6] 。你可以猜测数字为 5 。
            - 如果这是我选中的数字，你的总费用为 $7 + $3 = $10 。否则，你需要支付 $5 。
            - 如果我的数字更大，那么这个数字一定是 6 。你猜测数字为 6 并赢得游戏，总费用为 $7 + $3 + $5 = $15 。
            - 如果我的数字更小，那么这个数字一定是 4 。你猜测数字为 4 并赢得游戏，总费用为 $7 + $3 + $5 = $15 。
        - 如果我的数字更小，则下一步需要猜测的数字范围是 [1,2] 。你可以猜测数字为 1 。
            - 如果这是我选中的数字，你的总费用为 $7 + $3 = $10 。否则，你需要支付 $1 。
            - 如果我的数字更大，那么这个数字一定是 2 。你猜测数字为 2 并赢得游戏，总费用为 $7 + $3 + $1 = $11 。
在最糟糕的情况下，你需要支付 $16 。因此，你只需要 $16 就可以确保自己赢得游戏。

示例 2：

输入：n = 1
输出：0
解释：只有一个可能的数字，所以你可以直接猜 1 并赢得游戏，无需支付任何费用。

示例 3：

输入：n = 2
输出：1
解释：有两个可能的数字 1 和 2 。
- 你可以先猜 1 。
    - 如果这是我选中的数字，你的总费用为 $0 。否则，你需要支付 $1 。
    - 如果我的数字更大，那么这个数字一定是 2 。你猜测数字为 2 并赢得游戏，总费用为 $1 。
最糟糕的情况下，你需要支付 $1 。

提示：

1 <= n <= 200

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原站题解

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class Solution { public: int getMoneyAmount(int n) { } };

java 解法, 执行用时: 21 ms, 内存消耗: 40.6 MB, 提交时间: 2022-12-04 11:25:14

class Solution {
    public int getMoneyAmount(int n) {
        int[][] f = new int[n + 1][n + 1];
        for (int i = n - 1; i >= 1; i--) {
            for (int j = i + 1; j <= n; j++) {
                f[i][j] = j + f[i][j - 1];
                for (int k = i; k < j; k++) {
                    f[i][j] = Math.min(f[i][j], k + Math.max(f[i][k - 1], f[k + 1][j]));
                }
            }
        }
        return f[1][n];
    }
}

javascript 解法, 执行用时: 176 ms, 内存消耗: 43.3 MB, 提交时间: 2022-12-04 11:25:01

/**
 * @param {number} n
 * @return {number}
 */
var getMoneyAmount = function(n) {
    const f = new Array(n + 1).fill(0).map(() => new Array(n + 1).fill(0));
    for (let i = n - 1; i >= 1; i--) {
        for (let j = i + 1; j <= n; j++) {
            f[i][j] = j + f[i][j - 1];
            for (let k = i; k < j; k++) {
                f[i][j] = Math.min(f[i][j], k + Math.max(f[i][k - 1], f[k + 1][j]));
            }
        }
    }
    return f[1][n];
};

golang 解法, 执行用时: 16 ms, 内存消耗: 4.6 MB, 提交时间: 2022-12-04 11:24:46

func getMoneyAmount(n int) int {
    f := make([][]int, n+1)
    for i := range f {
        f[i] = make([]int, n+1)
    }
    for i := n - 1; i >= 1; i-- {
        for j := i + 1; j <= n; j++ {
            f[i][j] = j + f[i][j-1]
            for k := i; k < j; k++ {
                cost := k + max(f[i][k-1], f[k+1][j])
                if cost < f[i][j] {
                    f[i][j] = cost
                }
            }
        }
    }
    return f[1][n]
}

func max(a, b int) int {
    if b > a {
        return b
    }
    return a
}

python3 解法, 执行用时: 2852 ms, 内存消耗: 15.8 MB, 提交时间: 2022-12-04 11:23:58

'''
用 f(i,j) 表示在范围 [i,j] 内确保胜利的最少金额，目标是计算 f(1,n)。
'''
class Solution:
    def getMoneyAmount(self, n: int) -> int:
        f = [[0] * (n + 1) for _ in range(n + 1)]
        for i in range(n - 1, 0, -1):
            for j in range(i + 1, n + 1):
                f[i][j] = j + f[i][j - 1]
                for k in range (i, j):
                    f[i][j] = min(f[i][j], k + max(f[i][k - 1], f[k + 1][j]))
        return f[1][n]

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