代码随想录算法训练营第五十天| 198.打家劫舍、213.打家劫舍II、337.打家劫舍 III

198.打家劫舍

文档讲解:代码随想录

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

问题:计算你不触动警报装置的情况下 ,一夜之内能够偷窃到的最高金额。

也就是说相邻的房间不能偷

当前房屋偷与不偷取决于 前一个房屋和前两个房屋是否被偷了。所以这里就更感觉到,当前状态和前面状态会有一种依赖关系,那么这种依赖关系都是动规的递推公式。

确定dp数组(dp table)以及下标的含义

dp[i]:考虑下标i(包括i)以内的房屋,最多可以偷窃的金额为dp[i]

结果就是dp[nums.size-1]

确定递推公式

决定dp[i]的因素就是第i房间偷还是不偷。

如果偷第i房间,那么dp[i] = dp[i - 2] + nums[i] ,即:第i-1房一定是不考虑的,找出 下标i-2(包括i-2)以内的房屋,最多可以偷窃的金额为dp[i-2] 加上第i房间偷到的钱。

如果不偷第i房间,那么dp[i] = dp[i - 1],即考虑i-1房,(注意这里是考虑范围,并不是一定要偷i-1房,这是很多同学容易混淆的点

然后dp[i]取最大值,即dp[i] = max(dp[i - 2] + nums[i], dp[i - 1]);

dp数组如何初始化

在递推公式中可以看出,i和i-1和i-2有关系,i从2开始,所以

dp[0] = nums[0],dp[1] = max(nums[0],nums[1])

确定遍历顺序

i从2开始,从小到大

python 复制代码
class Solution:
    def rob(self, nums: List[int]) -> int:
        #初始化
        if len(nums) ==1:
            return nums[0]

        dp = [0] * (len(nums))
        dp[0] = nums[0]
        dp[1]  = max(nums[0],nums[1])
        #遍历每个房屋
        for i in range(2,len(nums)):
            dp[i] = max(dp[i-2]+nums[i],dp[i-1])
        return dp[-1]

213.打家劫舍II

文档讲解:代码随想录

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

这个题目与上一个题目之间的区别就是,房屋是围成一圈的,这意味着第一个房屋和最后一个房屋是相邻的。不能同时偷 。

对于一个数组,成环的话主要有如下三种情况:

对于首尾元素,如果选的话,只能选一个,也可以都不选,所以有三种情况

情况二和情况三的最优解包含了情况一的,这里只是考虑范围,并不一定选不选,选不选是由递推公式决定的,所以只需要求情况二和情况三的最大值就可以

总结

成环之后还是难了一些的, 不少题解没有把"考虑房间"和"偷房间"说清楚。

这就导致大家会有这样的困惑:情况三怎么就包含了情况一了呢? 本文图中最后一间房不能偷啊,偷了一定不是最优结果。

所以我在本文重点强调了情况一二三是"考虑"的范围,而具体房间偷与不偷交给递推公式去抉择。

这样大家就不难理解情况二和情况三包含了情况一了

python 复制代码
class Solution:
    def rob(self, nums: List[int]) -> int:
        if len(nums) == 1:
            return nums[0]
        if len(nums) == 2:
            return max(nums[0],nums[1])
        result1 = self.robRange(nums,1,len(nums)-1)
        result2 = self.robRange(nums,0,len(nums)-2)
        return max(result1,result2)

    #打家劫舍逻辑
    def robRange(self,nums,start,end):
        #这里dp[i]表示的是考虑start+i到start之间的房屋能够偷窃到的最高金额。
        dp = [0] *(len(nums)-1)
        dp[0] = nums[start]#0就是考虑start
        dp[1] = max(nums[start],nums[start+1]) #1就是考虑start+1

        for i in range(2,len(dp)):
            dp[i] = max(dp[i-2]+nums[start+i],dp[i-1]) #注意这里,哪里需要加start,哪里不需要加,对照着dp数组的含义

        return dp[-1]

337.打家劫舍 III

文档讲解:代码随想录

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

这个题目和之前放摄像头监控的题目有点像,后面看看他们的区别

动态规划加递归

确定递归函数的参数和返回值

这里我们要求一个节点 偷与不偷的两个状态所得到的金钱,那么返回值就是一个长度为2的数组dp。

用dp[0] 和dp[1]来表示

所以dp数组(dp table)以及下标的含义:下标为0记录不偷该节点所得到的的最大金钱,下标为1记录偷该节点所得到的的最大金钱。

所以本题dp数组就是一个长度为2的数组!

那么有同学可能疑惑,长度为2的数组怎么标记树中每个节点的状态呢?

别忘了在递归的过程中,系统栈会保存每一层递归的参数

确定终止条件

在遍历的过程中,如果遇到空节点的话,很明显,无论偷还是不偷都是0,所以就返回

确定遍历顺序

当前节点偷与不偷:如果偷当前节点,那么当前节点的左右孩子节点都不能偷了 ,如果不偷当前节点,那么左右节点可以偷

确定单层递归的逻辑

如果是偷当前节点,那么左右孩子就不能偷,val1 = cur->val + left[0] + right[0]; (如果对下标含义不理解就再回顾一下dp数组的含义

如果不偷当前节点,那么左右孩子就可以偷,至于到底偷不偷一定是选一个最大的,所以:val2 = max(left[0], left[1]) + max(right[0], right[1]);

最后当前节点的状态就是{val2, val1}; 即:{不偷当前节点得到的最大金钱,偷当前节点得到的最大金钱}

最后return {val2, val1},对应着dp数组最刚开始的定义

python 复制代码
class Solution:
    def rob(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
        #递归函数:偷不偷当前节点获得的最高金额
        #输入:节点
        #输出:偷与不偷该节点分别获得的最大金额,用dp数组表示,dp[0]表示偷,dp[1]表示不偷
        def traversal(root):
            #终止条件
            dp = [0] * 2
            if not root:
                return [0,0]
            #左右节点偷与不偷分别获得的金额
            left = traversal(root.left)
            right = traversal(root.right)
            #偷当前节点
            dp[0] = root.val + left[1] + right[1]
            #不偷当前节点
            dp[1] = max(left[0],left[1]) + max(right[0],right[1])

            return [dp[0],dp[1]]
        result = traversal(root)
        return max(result[0],result[1])
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