Kimi LeetCode 3530. 有向无环图中合法拓扑排序的最大利润 Rust实现
以下是 LeetCode 3530 有向无环图中合法拓扑排序的最大利润 的 Rust 实现。
思路概述
- `n ≤ 22`,使用状压 DP(Bitmask DP)。
- `need[i]`:节点 `i` 的所有直接前驱的位掩码。
- `dp[mask]`:已经选了 `mask` 中这些节点,能获得的最大利润。
- 转移时,已选节点数为 `popcount(mask)`,下一个位置为 `pos = bitCount + 1`。枚举所有不在 mask 中且所有前驱都已选的节点 `i`,更新 `dp[mask | (1<<i)]`。
- 最终答案为 `dp[(1<<n) - 1]`。
复杂度
- 时间:`O(2^n · n)`,由于 `n ≤ 22`,约为 `2200` 万级别。
- 空间:`O(2^n)`
完整代码
```rust
impl Solution {
pub fn max_profit(n: i32, edges: Vec<Vec<i32>>, score: Vec<i32>) -> i32 {
let n = n as usize;
let max_mask = 1 << n;
// need[i] = 节点 i 的所有前驱节点的位掩码
let mut need = vec![0; n];
// dp[mask] = 已选 mask 中节点时的最大利润
let mut dp = vec![-1; max_mask];
dp[0] = 0;
// 构建前驱掩码
for edge in edges {
let u = edge[0] as usize;
let v = edge[1] as usize;
need[v] |= 1 << u;
}
for mask in 0..max_mask {
if dp[mask] == -1 {
continue;
}
let pos = (mask.count_ones() + 1) as i32; // 下一个位置(1-based)
for i in 0..n {
// i 不在 mask 中,且 i 的所有前驱都已在 mask 中
if (mask & (1 << i)) == 0 && (need[i] & mask) == need[i] {
let next_mask = mask | (1 << i);
dp[next_mask] = dp[next_mask].max(dp[mask] + score[i] * pos);
}
}
}
dp[max_mask - 1]
}
}
```
关键点说明
1. `need[i]` 的构建:`need[v] |= 1 << u` 表示节点 `u` 必须在 `v` 之前。转移条件 `(need[i] & mask) == need[i]` 等价于 `need[i]` 是 `mask` 的子集,即 `i` 的所有前驱都已处理。
2. 位置计算:`pos = mask.count_ones() + 1`,因为 `mask` 中已有 `count_ones()` 个节点,下一个节点自然排在第 `count_ones() + 1` 位。
3. DP 初始化:`dp[0] = 0`,其余为 `-1` 表示不可达。由于 `score[i] ≥ 1` 且 `pos ≥ 1`,利润恒为正,`-1` 作为不可达标记是安全的。
4. 枚举顺序:按 `mask` 从小到大枚举,保证每个状态只被前面的状态更新一次。
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