LeetCode 1928.规定时间内到达终点的最小花费：动态规划

【LetMeFly】1928.规定时间内到达终点的最小花费：动态规划

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/minimum-cost-to-reach-destination-in-time/

一个国家有 n 个城市，城市编号为 0 到 n - 1 ，题目保证 所有城市 都由双向道路 连接在一起 。道路由二维整数数组 edges 表示，其中 edges[i] = [x_i, y_i, time_i] 表示城市 x_i 和 y_i 之间有一条双向道路，耗费时间为 time_i 分钟。两个城市之间可能会有多条耗费时间不同的道路，但是不会有道路两头连接着同一座城市。

每次经过一个城市时，你需要付通行费。通行费用一个长度为 n 且下标从 0 开始的整数数组 passingFees 表示，其中 passingFees[j] 是你经过城市 j 需要支付的费用。

一开始，你在城市 0 ，你想要在 maxTime 分钟以内 （包含 maxTime 分钟）到达城市 n - 1 。旅行的费用为你经过的所有城市 通行费之和 （包括起点和终点城市的通行费）。

给你 maxTime，edges 和 passingFees ，请你返回完成旅行的 最小费用 ，如果无法在 maxTime 分钟以内完成旅行，请你返回 -1 。

示例 1：

输入：maxTime = 30, edges = [[0,1,10],[1,2,10],[2,5,10],[0,3,1],[3,4,10],[4,5,15]], passingFees = [5,1,2,20,20,3]
输出：11
解释：最优路径为 0 -> 1 -> 2 -> 5 ，总共需要耗费 30 分钟，需要支付 11 的通行费。

示例 2：

输入：maxTime = 29, edges = [[0,1,10],[1,2,10],[2,5,10],[0,3,1],[3,4,10],[4,5,15]], passingFees = [5,1,2,20,20,3]
输出：48
解释：最优路径为 0 -> 3 -> 4 -> 5 ，总共需要耗费 26 分钟，需要支付 48 的通行费。
你不能选择路径 0 -> 1 -> 2 -> 5 ，因为这条路径耗费的时间太长。

示例 3：

输入：maxTime = 25, edges = [[0,1,10],[1,2,10],[2,5,10],[0,3,1],[3,4,10],[4,5,15]], passingFees = [5,1,2,20,20,3]
输出：-1
解释：无法在 25 分钟以内从城市 0 到达城市 5 。

提示：

1 <= maxTime <= 1000
n == passingFees.length
2 <= n <= 1000
n - 1 <= edges.length <= 1000
0 <= x_i, y_i <= n - 1
1 <= time_i <= 1000
1 <= passingFees[j] <= 1000
图中两个节点之间可能有多条路径。
图中不含有自环。

解题方法：动态规划

使用dp[t][i]表示在时间t到达城市i所需最小花费。初始值除了dp[0][0] = passingFees[0]外其余dp[t][i]全为“无穷大”10^7。

对于当前时间t，枚举每一条边（假设这条边连接i和j而花费是cost），若cost <= t，则能更新dp[t][j] = min(dp[t][j], dp[t - cost][i] + passingFees)，dp[t][i]同理。

最终，对于所有的t，dp[t][n - 1]最小的那个即为最小耗时（若为“无穷大”则返回-1）。

时间复杂度 $O((n+m)\times maxTime)$ 。其中 $n$ 是节点数， $m$ 是边数；构建dp数组耗时 $O(n\times maxTime)$ ，动态规划耗时 $O(m\times maxTime)$
空间复杂度 $O(n\times maxTime)$

AC代码

C++

class Solution {
public:int minCost(int maxTime, vector<vector<int>>& edges, vector<int>& passingFees) {// vector<vector<pair<int, int>>> graph(passingFees.size());// for (vector<int>& edge : edges) {//     graph[edge[0]].push_back({edge[1], edge[2]});//     graph[edge[1]].push_back({edge[0], edge[2]});// }vector<vector<int>> dp(maxTime + 1, vector<int>(passingFees.size(), 10000000));dp[0][0] = passingFees[0];for (int t = 1; t <= maxTime; t++) {for (vector<int>& edge : edges) {int i = edge[0], j = edge[1], thisTime = edge[2];if (thisTime <= t) {dp[t][j] = min(dp[t][j], dp[t - thisTime][i] + passingFees[j]);dp[t][i] = min(dp[t][i], dp[t - thisTime][j] + passingFees[i]);}}}int ans = 10000000;for (int t = 0; t <= maxTime; t++) {ans = min(ans, dp[t].back());}return ans == 10000000 ? -1 : ans;}
};

Go

package mainfunc min(a int, b int) int {if a <= b {return a}return b
}func minCost(maxTime int, edges [][]int, passingFees []int) int {dp := make([][]int, maxTime + 1)// for _, d := range dp {//     d = make([]int, len(passingFees))//     for i := range d {//         d[i] = 10000000//     }// }for th := range dp {dp[th] = make([]int, len(passingFees))for i := range dp[th] {dp[th][i] = 10000000}}dp[0][0] = passingFees[0]for t := 1; t <= maxTime; t++ {for _, edge := range edges {i, j, cost := edge[0], edge[1], edge[2]if cost <= t {dp[t][j] = min(dp[t][j], dp[t - cost][i] + passingFees[j])dp[t][i] = min(dp[t][i], dp[t - cost][j] + passingFees[i])}}}ans := 10000000for _, d := range dp {ans = min(ans, d[len(passingFees) - 1])}if ans == 10000000 {return -1}return ans
}

Java

import java.util.Arrays;
class Solution {public int minCost(int maxTime, int[][] edges, int[] passingFees) {int[][] dp = new int[maxTime + 1][passingFees.length];for (int i = 0; i <= maxTime; i++) {Arrays.fill(dp[i], 10000000);}dp[0][0] = passingFees[0];for (int t = 1; t <= maxTime; t++) {for (int[] edge : edges) {int i = edge[0], j = edge[1], cost = edge[2];if (cost <= t) {dp[t][j] = Math.min(dp[t][j], dp[t - cost][i] + passingFees[j]);dp[t][i] = Math.min(dp[t][i], dp[t - cost][j] + passingFees[i]);}}}int ans = 10000000;for (int[] d : dp) {ans = Math.min(ans, d[passingFees.length - 1]);}return ans == 10000000 ? -1 : ans;}
}

Python

from typing import Listclass Solution:def minCost(self, maxTime: int, edges: List[List[int]], passingFees: List[int]) -> int:dp = [[10000000] * len(passingFees) for _ in range(maxTime + 1)]dp[0][0] = passingFees[0]for t in range(1, maxTime + 1):for i, j, thisTime in edges:if thisTime <= t:dp[t][j] = min(dp[t][j], dp[t - thisTime][i] + passingFees[j])dp[t][i] = min(dp[t][i], dp[t - thisTime][j] + passingFees[i])ans = min(d[-1] for d in dp)return -1 if ans == 10000000 else ans