news 2026/5/4 2:37:27

剑指Offer 60.n个骰子的点数

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张小明

前端开发工程师

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剑指Offer 60.n个骰子的点数

一、思路:题目要求是计算掷n个骰子时,所有可能点数出现的概率。这道题可以用动态规划dp来做。

1.投掷n个骰子时,可能出现的总和最小值是n * 1,可能出现的总和最大值是n * 6

2.从最小值到最大值中,所有连续的整数都是可以取到的,这是因为可以通过每次增加1点的点数的方式来调整骰子点数,从而得到中间的所有整数。因此所有的总和值构成了一个连续的整数区间

3.因此所有可能出现的点数的总数量 = 6n - n + 1 = 5n + 1

二、动态规划dp

1.确定dp数组及其下标的含义:dp[i][j]表示投掷i个骰子,点数总和恰好等于j的概率

2.确定递推公式:

可知i个骰子的情况可以由i - 1个骰子的情况推出

(1)因此dp[i][j] = dp[i - 1][j - 6] + dp[i - 1][[j - 5] + dp[i - 1][j - 4] + dp[i - 1][j - 3] + dp[i - 1][j - 2] + dp[i - 1][j - 1]

(2)即:dp[i][j] = dp[i - 1][j - k] for k = 1 to 6

3.dp数组如何初始化:dp[1][j]=1/6​ for j = 1 to 6。表示使用1个骰子的时候,点数总和恰好等于1,2,3,4,5,6的概率均为1/6

4.确定遍历顺序:从前往后遍历即可。在二维dp中遍历顺序其实不太敏感。因为我们在用二维数组存储所有状态,每个状态只依赖上一行的数据。

附代码:

class Solution { public double[] dicesProbability(int n) { // dp[i][j] 表示投掷 i 个骰子,点数和为 s 的概率 // i 的范围:0 ~ n // j 的范围:0 ~ 6*n(但实际有效范围是 i ~ 6*i) double[][] dp = new double[n + 1][6 * n + 1]; // 初始化:1个骰子的情况 for (int j = 1; j <= 6; j++) { dp[1][j] = 1.0 / 6.0; } // 从第2个骰子开始递推 for (int i = 2; i <= n; i++) { // 当前i个骰子的点数和范围:i ~ 6*i for (int j = i; j <= 6 * i; j++) { // 第i个骰子掷出k(1~6),则前i-1个骰子的和为 j-k for (int k = 1; k <= 6; k++) { int prevSum = j - k; // 检查前i-1个骰子的和是否有效,即是否大于i - 1(对应点数和全为1的情况) if (prevSum >= i - 1){ // 前i - 1个骰子点数总和等于j - k的概率 * 第i个骰子点数为1/6的概率 // 因为k会从1-6中取值,所以要把这6种可能累加 dp[i][j] += dp[i - 1][prevSum] * (1.0 / 6.0); } } } } // 提取结果:n个骰子的有效范围是 n ~ 6n int total = 5 * n + 1; double[] result = new double[total]; for (int i = 0; i < total; i++) { // 索引转换,n的骰子时的点数总和范围为n到6n,对应j // 对应的dp数组的位置即为dp[n][n]到dp[n][6n] result[i] = dp[n][n + i]; } return result; } }

ACM模式:

import java.util.Scanner; class Solution { public double[] dicesProbability(int n) { // dp[i][j] 表示投掷 i 个骰子,点数和为 s 的概率 // i 的范围:0 ~ n // j 的范围:0 ~ 6*n(但实际有效范围是 i ~ 6*i) double[][] dp = new double[n + 1][6 * n + 1]; // 初始化:1个骰子的情况 for (int j = 1; j <= 6; j++) { dp[1][j] = 1.0 / 6.0; } // 从第2个骰子开始递推 for (int i = 2; i <= n; i++) { // 当前i个骰子的点数和范围:i ~ 6*i for (int j = i; j <= 6 * i; j++) { // 第i个骰子掷出k(1~6),则前i-1个骰子的和为 j-k for (int k = 1; k <= 6; k++) { int prevSum = j - k; // 检查前i-1个骰子的和是否有效,即是否大于i - 1(对应点数和全为1的情况) if (prevSum >= i - 1){ // 前i - 1个骰子点数总和等于j - k的概率 * 第i个骰子点数为1/6的概率 // 因为k会从1-6中取值,所以要把这6种可能累加 dp[i][j] += dp[i - 1][prevSum] * (1.0 / 6.0); } } } } // 提取结果:n个骰子的有效范围是 n ~ 6n int total = 5 * n + 1; double[] result = new double[total]; for (int i = 0; i < total; i++) { // 索引转换,n的骰子时的点数总和范围为n到6n,对应j // 对应的dp数组的位置即为dp[n][n]到dp[n][6n] result[i] = dp[n][n + i]; } return result; } } public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int n = scanner.nextInt(); scanner.close(); Solution solution = new Solution(); double[] result = solution.dicesProbability(n); for (int i = 0; i < result.length; i++) { System.out.printf("%.5f", result[i]); if (i < result.length - 1) { System.out.print(" "); } } System.out.println(); } }
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