今天更新动态规划路径问题1,后续会继续更新其他有关动态规划的问题!动态规划的路径问题,顾名思义,就是和路径相关的问题。当然,我们是从最简单的找路径开始!
- 动态规划的使用方法:
1.确定状态并定义状态数组:(i,j)代表什么意思?dp[i][j]又是什么意思?
2.确定状态转移方程,即递推公式
3.确定边界条件并初始化
4.确定遍历顺序
5.状态转移
6.输出结果
文章目录
- [一、LC 62 不同路径](#一、LC 62 不同路径)
- [二、LC 63 不同路径II](#二、LC 63 不同路径II)
- [三、LC 64 最小路径和](#三、LC 64 最小路径和)
一、LC 62 不同路径
一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 "Start" )。
机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 "Finish" )。
问总共有多少条不同的路径?
方法一:深度优先搜索
代码如下:
c
class Solution {
private:
int dfs(int m,int n,int i,int j){
//行或列有至少一个越界
if(i>m||j>n) return 0;
//到达终点(在竖直方向达到m,水平方向达到n,也即坐标达到(m,n))
if(i==m && j==n) return 1;
//递归搜索(左子树和右子树)
return dfs(m,n,i+1,j)+dfs(m,n,i,j+1);
}
public:
int uniquePaths(int m, int n) {
//从根节点开始遍历
int cnt=dfs(m,n,1,1);
return cnt;
}
};
方法二:动态规划(二维)
代码如下:
c
/*动态规划的使用方法:
1.确定状态并定义状态数组:(i,j)代表什么意思?dp[i][j]又是什么意思?
2.确定状态转移方程,即递推公式
3.确定边界条件并初始化
4.确定遍历顺序
5.状态转移
6.输出结果
*/
class Solution {
public:
int uniquePaths(int m, int n) {
//定义一个状态数组,用来存方法数
int dp[101][101]={0};
//初始化状态数组
for(int i=0;i<m;i++){
dp[i][0]=1;
}
for(int j=0;j<n;j++){
dp[0][j]=1;
}
//遍历
for(int i=1;i<m;i++){
for(int j=1;j<n;j++){
//状态转移
dp[i][j]=dp[i][j-1]+dp[i-1][j];
}
}
//返回结果
return dp[m-1][n-1];
}
};
方法三:动态规划(一维)
代码如下:
c
class Solution {
public:
int uniquePaths(int m, int n) {
//定义一维状态数组
int dp[101]={0};
//初始化数组值为1,即相对于二维数组第一行全是1
for(int i=0;i<n;i++){
dp[i]=1;
}
//遍历
for(int i=1;i<m;i++){
for(int j=1;j<n;j++){
//状态转移:dp[j]指的是上一行的j,dp[j-1]指的是当前行左边的j;
//每次状态转移都相当于先将上一行的运算拷贝过来,再加上从左面来的方案数
dp[j]=dp[j-1]+dp[j];
}
}
return dp[n-1];
}
};
方法四:排列组合
代码如下:
c
class Solution {
public:
int uniquePaths(int m, int n) {
long long numerator = 1; // 初始化分子
int denominator = m - 1; // 初始化分母
int count = m - 1;//定义分子的乘积项的个数
int t = m + n - 2;//定义分子的最大乘积项
while (count--) {//分子累乘count项
numerator *= (t--);
while (denominator != 0 && numerator % denominator == 0) {
//约分(也即除以公因数)
numerator /= denominator;
//约去一个公因数
denominator--;
}
}
return numerator;
}
};
二、LC 63 不同路径II
一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 "Start" )。
机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 "Finish")。
现在考虑网格中有障碍物。那么从左上角到右下角将会有多少条不同的路径?
网格中的障碍物和空位置分别用 1 和 0 来表示。
方法一:动态规划(二维)
代码如下:
c
class Solution {
public:
int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& obstacleGrid) {
//求出二维动态数组的行数
int m=obstacleGrid.size();
//求出二维动态数组的列数
int n=obstacleGrid[0].size();
//定义状态数组
int dp[101][101]={0};
//边界判断
if(obstacleGrid[0][0]==1 || obstacleGrid[m-1][n-1]==1) return 0;
//初始化状态数组
dp[0][0]=1;
//遍历
for(int i=0;i<m;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
//如果是障碍物,则此路不通,路径数归零
if(obstacleGrid[i][j]==1){
dp[i][j]=0;
continue;
}
//状态转移,此处和上面的一样
if(i>0 && j>0) dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1];
else if(i>0) dp[i][j]=dp[i-1][j];
else if(j>0) dp[i][j]=dp[i][j-1];
//也可以这样写
/*
if(obstacleGrid[i][j]==0){
//状态转移,此处和上面的一样
if(i>0 && j>0) dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1];
else if(i>0) dp[i][j]=dp[i-1][j];
else if(j>0) dp[i][j]=dp[i][j-1];
}
}
else continue;
*/
}
}
return dp[m-1][n-1];
}
};
方法二:动态规划(一维)
代码如下:
c
class Solution {
public:
int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& obstacleGrid) {
if (obstacleGrid[0][0] == 1)
return 0;
vector<int> dp(obstacleGrid[0].size(),0);
//初始化一维状态数组(第一行)
for (int j = 0; j < dp.size() && obstacleGrid[0][j] == 0 ; ++j)
if (j == 0)
dp[j] = 1;
else
dp[j] = dp[j-1];
//
for (int i = 1; i < obstacleGrid.size(); ++i)//行
for (int j = 0; j < dp.size(); ++j){//列
if (obstacleGrid[i][j] == 1)
dp[j] = 0;
else if (j != 0)
dp[j] = dp[j] + dp[j-1];
}
return dp.back();//返回最后一个状态对应值
}
};
方法三:记忆化搜索
代码如下:
c
class Solution {
public:
int m,n;
vector<vector<int>>memo;
vector<pair<int,int>>dir{{0,1},{1,0}};
int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& ob) {
n=ob.size();
m=ob[0].size();
if(ob[0][0]==1||ob[n-1][m-1]==1){
return 0;
}
memo.resize(n,vector<int>(m,0));
return dfs(ob,0,0);
}
int dfs(vector<vector<int>>&ob,int i,int j){
if(memo[i][j]!=0){
return memo[i][j];
}
if(i==n-1&&j==m-1){
memo[i][j]=1;
return 1;
}
int cur=0;
for(auto &d:dir){
int x=i+d.first;
int y=j+d.second;
if(x>=0&&x<n&&y>=0&&y<m&&ob[x][y]==0){
cur+=dfs(ob,x,y);
}
}
memo[i][j]=cur;
return memo[i][j];
}
};
作者:Gallant MurdockrFZ
链接:https://leetcode.cn/problems/unique-paths-ii/solutions/2466610/dfsji-yi-hua-sou-suo-by-gallant-murdockr-e882/
来源:力扣(LeetCode)
三、LC 64 最小路径和
给定一个包含非负整数的 m x n 网格 grid ,请找出一条从左上角到右下角的路径,使得路径上的数字总和为最小。
说明:每次只能向下或者向右移动一步。
方法一:动态规划(二维)
代码如下:
c
class Solution {
public:
int minPathSum(vector<vector<int>>& grid) {
//定义一个二维状态数组
int dp[201][201]={0};
//初始化状态数组
dp[0][0]=grid[0][0];
//获得行数和列数
int m=grid.size();
int n=grid[0].size();
for(int i=0;i<m;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
//正常情况
if(i>0 && j>0){
dp[i][j]=min(dp[i-1][j],dp[i][j-1])+grid[i][j];
}
//边界条件
else if(i>0) dp[i][j]=dp[i-1][j]+grid[i][j];
else if(j>0) dp[i][j]=dp[i][j-1]+grid[i][j];
}
}
return dp[m-1][n-1];
}
};
方法二:动态规划(一维)
代码如下:
c
class Solution {
public:
int minPathSum(vector<vector<int>>& grid) {
//获取行数和列数
int m=grid.size();
int n=grid[0].size();
//定义一维状态数组
int dp[201]={0};
//初始化第一行
dp[0]=grid[0][0];
for(int i=1;i<n;i++){
dp[i]=grid[0][i]+dp[i-1];
}
//状态转移(配合滚动数组优化)
for(int i=1;i<m;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
//左边界
if(j==0) dp[j]+=grid[i][j];
//其他情况
else dp[j]=min(dp[j-1],dp[j])+grid[i][j];
}
}
return dp[n-1];
}
};
我以前没怎么接触过动态规划,目前就是每天有空看看题,想想解题思路啥的,但愿有效果吧!