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2312. 卖木头块

题目描述

给你两个整数 m 和 n ，分别表示一块矩形木块的高和宽。同时给你一个二维整数数组 prices ，其中 prices[i] = [hi, wi, pricei] 表示你可以以 pricei 元的价格卖一块高为 hi 宽为 wi 的矩形木块。

每一次操作中，你必须按下述方式之一执行切割操作，以得到两块更小的矩形木块：

  • 沿垂直方向按高度 完全 切割木块，或
  • 沿水平方向按宽度 完全 切割木块

在将一块木块切成若干小木块后，你可以根据 prices 卖木块。你可以卖多块同样尺寸的木块。你不需要将所有小木块都卖出去。你 不能 旋转切好后木块来交换它的高度值和宽度值。

请你返回切割一块大小为 m x n 的木块后，能得到的 最多 钱数。

注意你可以切割木块任意次。

 

示例 1：

输入：m = 3, n = 5, prices = [[1,4,2],[2,2,7],[2,1,3]]
输出：19
解释：上图展示了一个可行的方案。包括：
- 2 块 2 x 2 的小木块，售出 2 * 7 = 14 元。
- 1 块 2 x 1 的小木块，售出 1 * 3 = 3 元。
- 1 块 1 x 4 的小木块，售出 1 * 2 = 2 元。
总共售出 14 + 3 + 2 = 19 元。
19 元是最多能得到的钱数。

示例 2：

输入：m = 4, n = 6, prices = [[3,2,10],[1,4,2],[4,1,3]]
输出：32
解释：上图展示了一个可行的方案。包括：
- 3 块 3 x 2 的小木块，售出 3 * 10 = 30 元。
- 1 块 1 x 4 的小木块，售出 1 * 2 = 2 元。
总共售出 30 + 2 = 32 元。
32 元是最多能得到的钱数。
注意我们不能旋转 1 x 4 的木块来得到 4 x 1 的木块。

 

提示：

  • 1 <= m, n <= 200
  • 1 <= prices.length <= 2 * 104
  • prices[i].length == 3
  • 1 <= hi <= m
  • 1 <= wi <= n
  • 1 <= pricei <= 106
  • 所有 (hi, wi) 互不相同 。

解法

方法一：记忆化搜索

我们先定义一个二维数组 $d$，其中 $d[i][j]$ 表示高为 $i$，宽为 $j$ 的木块的价格。初始时，我们遍历价格数组 $prices$，将每一块木块 $(h, w, p)$ 的价格 $p$ 存入 $d[h][w]$ 中，其余价格为 $0$。

然后我们设计一个函数 $dfs(h, w)$，表示对一块高为 $h$，宽为 $w$ 的木块切割后能得到的最多钱数。答案就是 $dfs(m, n)$。

函数 $dfs(h, w)$ 的执行过程如下：

  • 如果 $(h, w)$ 已经被计算过了，直接返回答案。
  • 否则，我们先初始化答案为 $d[h][w]$，然后枚举切割的位置，分别计算切割后的两块木块能得到的最多钱数，取最大值即可。

时间复杂度 $(m \times n \times (m + n) + p)$，空间复杂度 $O(m \times n)$。其中 $p$ 表示价格数组的长度，而 $m$ 和 $n$ 分别表示木块的高和宽。

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class Solution:
    def sellingWood(self, m: int, n: int, prices: List[List[int]]) -> int:
        @cache
        def dfs(h: int, w: int) -> int:
            ans = d[h].get(w, 0)
            for i in range(1, h // 2 + 1):
                ans = max(ans, dfs(i, w) + dfs(h - i, w))
            for i in range(1, w // 2 + 1):
                ans = max(ans, dfs(h, i) + dfs(h, w - i))
            return ans

        d = defaultdict(dict)
        for h, w, p in prices:
            d[h][w] = p
        return dfs(m, n)

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class Solution {
    private int[][] d;
    private Long[][] f;

    public long sellingWood(int m, int n, int[][] prices) {
        d = new int[m + 1][n + 1];
        f = new Long[m + 1][n + 1];
        for (var p : prices) {
            d[p[0]][p[1]] = p[2];
        }
        return dfs(m, n);
    }

    private long dfs(int h, int w) {
        if (f[h][w] != null) {
            return f[h][w];
        }
        long ans = d[h][w];
        for (int i = 1; i < h / 2 + 1; ++i) {
            ans = Math.max(ans, dfs(i, w) + dfs(h - i, w));
        }
        for (int i = 1; i < w / 2 + 1; ++i) {
            ans = Math.max(ans, dfs(h, i) + dfs(h, w - i));
        }
        return f[h][w] = ans;
    }
}

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class Solution {
public:
    long long sellingWood(int m, int n, vector<vector<int>>& prices) {
        using ll = long long;
        ll f[m + 1][n + 1];
        int d[m + 1][n + 1];
        memset(f, -1, sizeof(f));
        memset(d, 0, sizeof(d));
        for (auto& p : prices) {
            d[p[0]][p[1]] = p[2];
        }
        function<ll(int, int)> dfs = [&](int h, int w) -> ll {
            if (f[h][w] != -1) {
                return f[h][w];
            }
            ll ans = d[h][w];
            for (int i = 1; i < h / 2 + 1; ++i) {
                ans = max(ans, dfs(i, w) + dfs(h - i, w));
            }
            for (int i = 1; i < w / 2 + 1; ++i) {
                ans = max(ans, dfs(h, i) + dfs(h, w - i));
            }
            return f[h][w] = ans;
        };
        return dfs(m, n);
    }
};

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func sellingWood(m int, n int, prices [][]int) int64 {
    f := make([][]int64, m+1)
    d := make([][]int, m+1)
    for i := range f {
        f[i] = make([]int64, n+1)
        for j := range f[i] {
            f[i][j] = -1
        }
        d[i] = make([]int, n+1)
    }
    for _, p := range prices {
        d[p[0]][p[1]] = p[2]
    }
    var dfs func(int, int) int64
    dfs = func(h, w int) int64 {
        if f[h][w] != -1 {
            return f[h][w]
        }
        ans := int64(d[h][w])
        for i := 1; i < h/2+1; i++ {
            ans = max(ans, dfs(i, w)+dfs(h-i, w))
        }
        for i := 1; i < w/2+1; i++ {
            ans = max(ans, dfs(h, i)+dfs(h, w-i))
        }
        f[h][w] = ans
        return ans
    }
    return dfs(m, n)
}

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function sellingWood(m: number, n: number, prices: number[][]): number {
    const f: number[][] = Array.from({ length: m + 1 }, () => Array(n + 1).fill(-1));
    const d: number[][] = Array.from({ length: m + 1 }, () => Array(n + 1).fill(0));
    for (const [h, w, p] of prices) {
        d[h][w] = p;
    }

    const dfs = (h: number, w: number): number => {
        if (f[h][w] !== -1) {
            return f[h][w];
        }

        let ans = d[h][w];
        for (let i = 1; i <= Math.floor(h / 2); i++) {
            ans = Math.max(ans, dfs(i, w) + dfs(h - i, w));
        }
        for (let i = 1; i <= Math.floor(w / 2); i++) {
            ans = Math.max(ans, dfs(h, i) + dfs(h, w - i));
        }
        return (f[h][w] = ans);
    };

    return dfs(m, n);
}

方法二：动态规划

我们可以将方法一的记忆化搜索转换为动态规划。

与方法一类似，我们定义一个二维数组 $d$，其中 $d[i][j]$ 表示高为 $i$，宽为 $j$ 的木块的价格。初始时，我们遍历价格数组 $prices$，将每一块木块 $(h, w, p)$ 的价格 $p$ 存入 $d[h][w]$ 中，其余价格为 $0$。

然后，我们定义另一个二维数组 $f$，其中 $f[i][j]$ 表示对一块高为 $i$，宽为 $j$ 的木块切割后能得到的最多钱数。答案就是 $f[m][n]$。

考虑 $f[i][j]$ 如何转移，初始时 $f[i][j] = d[i][j]$。我们枚举切割的位置，分别计算切割后的两块木块能得到的最多钱数，取最大值即可。

时间复杂度 $O(m \times n \times (m + n) + p)$，空间复杂度 $O(m \times n)$。其中 $p$ 表示价格数组的长度，而 $m$ 和 $n$ 分别表示木块的高和宽。

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class Solution:
    def sellingWood(self, m: int, n: int, prices: List[List[int]]) -> int:
        d = defaultdict(dict)
        for h, w, p in prices:
            d[h][w] = p
        f = [[0] * (n + 1) for _ in range(m + 1)]
        for i in range(1, m + 1):
            for j in range(1, n + 1):
                f[i][j] = d[i].get(j, 0)
                for k in range(1, i):
                    f[i][j] = max(f[i][j], f[k][j] + f[i - k][j])
                for k in range(1, j):
                    f[i][j] = max(f[i][j], f[i][k] + f[i][j - k])
        return f[m][n]

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class Solution {
    public long sellingWood(int m, int n, int[][] prices) {
        int[][] d = new int[m + 1][n + 1];
        long[][] f = new long[m + 1][n + 1];
        for (int[] p : prices) {
            d[p[0]][p[1]] = p[2];
        }
        for (int i = 1; i <= m; ++i) {
            for (int j = 1; j <= n; ++j) {
                f[i][j] = d[i][j];
                for (int k = 1; k < i; ++k) {
                    f[i][j] = Math.max(f[i][j], f[k][j] + f[i - k][j]);
                }
                for (int k = 1; k < j; ++k) {
                    f[i][j] = Math.max(f[i][j], f[i][k] + f[i][j - k]);
                }
            }
        }
        return f[m][n];
    }
}

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class Solution {
public:
    long long sellingWood(int m, int n, vector<vector<int>>& prices) {
        long long f[m + 1][n + 1];
        int d[m + 1][n + 1];
        memset(f, -1, sizeof(f));
        memset(d, 0, sizeof(d));
        for (auto& p : prices) {
            d[p[0]][p[1]] = p[2];
        }
        for (int i = 1; i <= m; ++i) {
            for (int j = 1; j <= n; ++j) {
                f[i][j] = d[i][j];
                for (int k = 1; k < i; ++k) {
                    f[i][j] = max(f[i][j], f[k][j] + f[i - k][j]);
                }
                for (int k = 1; k < j; ++k) {
                    f[i][j] = max(f[i][j], f[i][k] + f[i][j - k]);
                }
            }
        }
        return f[m][n];
    }
};

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func sellingWood(m int, n int, prices [][]int) int64 {
    d := make([][]int, m+1)
    f := make([][]int64, m+1)
    for i := range d {
        d[i] = make([]int, n+1)
        f[i] = make([]int64, n+1)
    }
    for _, p := range prices {
        d[p[0]][p[1]] = p[2]
    }
    for i := 1; i <= m; i++ {
        for j := 1; j <= n; j++ {
            f[i][j] = int64(d[i][j])
            for k := 1; k < i; k++ {
                f[i][j] = max(f[i][j], f[k][j]+f[i-k][j])
            }
            for k := 1; k < j; k++ {
                f[i][j] = max(f[i][j], f[i][k]+f[i][j-k])
            }
        }
    }
    return f[m][n]
}

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function sellingWood(m: number, n: number, prices: number[][]): number {
    const f: number[][] = Array.from({ length: m + 1 }, () => Array(n + 1).fill(0));
    const d: number[][] = Array.from({ length: m + 1 }, () => Array(n + 1).fill(0));
    for (const [h, w, p] of prices) {
        d[h][w] = p;
    }

    for (let i = 1; i <= m; i++) {
        for (let j = 1; j <= n; j++) {
            f[i][j] = d[i][j];
            for (let k = 1; k < i; k++) {
                f[i][j] = Math.max(f[i][j], f[k][j] + f[i - k][j]);
            }
            for (let k = 1; k < j; k++) {
                f[i][j] = Math.max(f[i][j], f[i][k] + f[i][j - k]);
            }
        }
    }

    return f[m][n];
}

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