返回介绍

solution / 0900-0999 / 0920.Number of Music Playlists / README

发布于 2024-06-17 01:03:33 字数 7883 浏览 0 评论 0 收藏 0

920. 播放列表的数量

English Version

题目描述

你的音乐播放器里有 n 首不同的歌,在旅途中,你计划听 goal 首歌(不一定不同,即,允许歌曲重复)。你将会按如下规则创建播放列表:

  • 每首歌 至少播放一次
  • 一首歌只有在其他 k 首歌播放完之后才能再次播放。

给你 ngoalk ,返回可以满足要求的播放列表的数量。由于答案可能非常大,请返回对 109 + 7 取余 的结果。

 

示例 1:

输入:n = 3, goal = 3, k = 1
输出:6
解释:有 6 种可能的播放列表。[1, 2, 3],[1, 3, 2],[2, 1, 3],[2, 3, 1],[3, 1, 2],[3, 2, 1] 。

示例 2:

输入:n = 2, goal = 3, k = 0
输出:6
解释:有 6 种可能的播放列表。[1, 1, 2],[1, 2, 1],[2, 1, 1],[2, 2, 1],[2, 1, 2],[1, 2, 2] 。

示例 3:

输入:n = 2, goal = 3, k = 1
输出:2
解释:有 2 种可能的播放列表。[1, 2, 1],[2, 1, 2] 。

 

提示:

  • 0 <= k < n <= goal <= 100

解法

方法一:动态规划

我们定义 $f[i][j]$ 表示听 $i$ 首歌,且这 $i$ 首歌中有 $j$ 首不同歌曲的播放列表的数量。初始时 $f[0][0]=1$。答案为 $f[goal][n]$。

对于 $f[i][j]$,我们可以选择没听过的歌,那么上一个状态为 $f[i - 1][j - 1]$,这样的选择有 $n - (j - 1) = n - j + 1$ 种,因此 $f[i][j] += f[i - 1][j - 1] \times (n - j + 1)$。我们也可以选择听过的歌,那么上一个状态为 $f[i - 1][j]$,这样的选择有 $j - k$ 种,因此 $f[i][j] += f[i - 1][j] \times (j - k)$,其中 $j \geq k$。

综上,我们可以得到状态转移方程:

$$ f[i][j] = \begin{cases} 1 & i = 0, j = 0 \ f[i - 1][j - 1] \times (n - j + 1) + f[i - 1][j] \times (j - k) & i \geq 1, j \geq 1 \end{cases} $$

最终的答案为 $f[goal][n]$。

时间复杂度 $O(goal \times n)$,空间复杂度 $O(goal \times n)$。其中 $goal$ 和 $n$ 为题目中给定的参数。

注意到 $f[i][j]$ 只与 $f[i - 1][j - 1]$ 和 $f[i - 1][j]$ 有关,因此我们可以使用滚动数组优化空间复杂度,时间复杂度不变。

class Solution:
  def numMusicPlaylists(self, n: int, goal: int, k: int) -> int:
    mod = 10**9 + 7
    f = [[0] * (n + 1) for _ in range(goal + 1)]
    f[0][0] = 1
    for i in range(1, goal + 1):
      for j in range(1, n + 1):
        f[i][j] = f[i - 1][j - 1] * (n - j + 1)
        if j > k:
          f[i][j] += f[i - 1][j] * (j - k)
        f[i][j] %= mod
    return f[goal][n]
class Solution {
  public int numMusicPlaylists(int n, int goal, int k) {
    final int mod = (int) 1e9 + 7;
    long[][] f = new long[goal + 1][n + 1];
    f[0][0] = 1;
    for (int i = 1; i <= goal; ++i) {
      for (int j = 1; j <= n; ++j) {
        f[i][j] = f[i - 1][j - 1] * (n - j + 1);
        if (j > k) {
          f[i][j] += f[i - 1][j] * (j - k);
        }
        f[i][j] %= mod;
      }
    }
    return (int) f[goal][n];
  }
}
class Solution {
public:
  int numMusicPlaylists(int n, int goal, int k) {
    const int mod = 1e9 + 7;
    long long f[goal + 1][n + 1];
    memset(f, 0, sizeof(f));
    f[0][0] = 1;
    for (int i = 1; i <= goal; ++i) {
      for (int j = 1; j <= n; ++j) {
        f[i][j] = f[i - 1][j - 1] * (n - j + 1);
        if (j > k) {
          f[i][j] += f[i - 1][j] * (j - k);
        }
        f[i][j] %= mod;
      }
    }
    return f[goal][n];
  }
};
func numMusicPlaylists(n int, goal int, k int) int {
  const mod = 1e9 + 7
  f := make([][]int, goal+1)
  for i := range f {
    f[i] = make([]int, n+1)
  }
  f[0][0] = 1
  for i := 1; i <= goal; i++ {
    for j := 1; j <= n; j++ {
      f[i][j] = f[i-1][j-1] * (n - j + 1)
      if j > k {
        f[i][j] += f[i-1][j] * (j - k)
      }
      f[i][j] %= mod
    }
  }
  return f[goal][n]
}
function numMusicPlaylists(n: number, goal: number, k: number): number {
  const mod = 1e9 + 7;
  const f = new Array(goal + 1).fill(0).map(() => new Array(n + 1).fill(0));
  f[0][0] = 1;
  for (let i = 1; i <= goal; ++i) {
    for (let j = 1; j <= n; ++j) {
      f[i][j] = f[i - 1][j - 1] * (n - j + 1);
      if (j > k) {
        f[i][j] += f[i - 1][j] * (j - k);
      }
      f[i][j] %= mod;
    }
  }
  return f[goal][n];
}
impl Solution {
  #[allow(dead_code)]
  pub fn num_music_playlists(n: i32, goal: i32, k: i32) -> i32 {
    let mut dp: Vec<Vec<i64>> = vec![vec![0; n as usize + 1]; goal as usize + 1];

    // Initialize the dp vector
    dp[0][0] = 1;

    // Begin the dp process
    for i in 1..=goal as usize {
      for j in 1..=n as usize {
        // Choose the song that has not been chosen before
        // We have n - (j - 1) songs to choose
        dp[i][j] += dp[i - 1][j - 1] * ((n - ((j as i32) - 1)) as i64);

        // Choose the song that has been chosen before
        // We have j - k songs to choose if j > k
        if (j as i32) > k {
          dp[i][j] += dp[i - 1][j] * (((j as i32) - k) as i64);
        }

        // Update dp[i][j]
        dp[i][j] %= ((1e9 as i32) + 7) as i64;
      }
    }

    dp[goal as usize][n as usize] as i32
  }
}

方法二

class Solution:
  def numMusicPlaylists(self, n: int, goal: int, k: int) -> int:
    mod = 10**9 + 7
    f = [0] * (goal + 1)
    f[0] = 1
    for i in range(1, goal + 1):
      g = [0] * (goal + 1)
      for j in range(1, n + 1):
        g[j] = f[j - 1] * (n - j + 1)
        if j > k:
          g[j] += f[j] * (j - k)
        g[j] %= mod
      f = g
    return f[n]
class Solution {
  public int numMusicPlaylists(int n, int goal, int k) {
    final int mod = (int) 1e9 + 7;
    long[] f = new long[n + 1];
    f[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= goal; ++i) {
      long[] g = new long[n + 1];
      for (int j = 1; j <= n; ++j) {
        g[j] = f[j - 1] * (n - j + 1);
        if (j > k) {
          g[j] += f[j] * (j - k);
        }
        g[j] %= mod;
      }
      f = g;
    }
    return (int) f[n];
  }
}
class Solution {
public:
  int numMusicPlaylists(int n, int goal, int k) {
    const int mod = 1e9 + 7;
    vector<long long> f(n + 1);
    f[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= goal; ++i) {
      vector<long long> g(n + 1);
      for (int j = 1; j <= n; ++j) {
        g[j] = f[j - 1] * (n - j + 1);
        if (j > k) {
          g[j] += f[j] * (j - k);
        }
        g[j] %= mod;
      }
      f = move(g);
    }
    return f[n];
  }
};
func numMusicPlaylists(n int, goal int, k int) int {
  const mod = 1e9 + 7
  f := make([]int, goal+1)
  f[0] = 1
  for i := 1; i <= goal; i++ {
    g := make([]int, goal+1)
    for j := 1; j <= n; j++ {
      g[j] = f[j-1] * (n - j + 1)
      if j > k {
        g[j] += f[j] * (j - k)
      }
      g[j] %= mod
    }
    f = g
  }
  return f[n]
}
function numMusicPlaylists(n: number, goal: number, k: number): number {
  const mod = 1e9 + 7;
  let f = new Array(goal + 1).fill(0);
  f[0] = 1;
  for (let i = 1; i <= goal; ++i) {
    const g = new Array(goal + 1).fill(0);
    for (let j = 1; j <= n; ++j) {
      g[j] = f[j - 1] * (n - j + 1);
      if (j > k) {
        g[j] += f[j] * (j - k);
      }
      g[j] %= mod;
    }
    f = g;
  }
  return f[n];
}

如果你对这篇内容有疑问,欢迎到本站社区发帖提问 参与讨论,获取更多帮助,或者扫码二维码加入 Web 技术交流群。

扫码二维码加入Web技术交流群

发布评论

需要 登录 才能够评论, 你可以免费 注册 一个本站的账号。
列表为空,暂无数据
    我们使用 Cookies 和其他技术来定制您的体验包括您的登录状态等。通过阅读我们的 隐私政策 了解更多相关信息。 单击 接受 或继续使用网站,即表示您同意使用 Cookies 和您的相关数据。
    原文