代码随想录day34 动态规划2

题目:62.不同路径 63.不同路径II 343.整数拆分 96.不同的二叉搜索树

需要重做:63 343 96

62.不同路径

思路:

法1:动规

五部曲:

1.含义:dp[i][j]:从(0,0)出发到(i,j),有多少条路径

2.递推:dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1]

3.初始化:第0行和列,除了(0,0),都是1.

4.遍历顺序:因为递推式需要左或者上的,所以只要这两个有就行,选择从左到右一层一层即可

注意:优化:只使用一维数组,因为需要左边的和上面的,所以可以只用一行,这个元素+=左边的元素即可,代码2即为优化后的。

代码1:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int uniquePaths(int m, int n) {
        vector<vector<int>>dp(m,vector<int>(n,0));
        //初始化
        for(int i=0;i<n;i++){
            dp[0][i]=1;
        }
        for(int i=0;i<m;i++){
            dp[i][0]=1;
        }
        //递推
        for(int i=1;i<m;i++){
            for(int j=1;j<n;j++){
                dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1];
            }
        }
        return dp[m-1][n-1];
    }
};

代码2:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int uniquePaths(int m, int n) {
        vector<int> dp(n);
        for (int i = 0; i < n; i++) dp[i] = 1;
        for (int j = 1; j < m; j++) {
            for (int i = 1; i < n; i++) {
                dp[i] += dp[i - 1];
            }
        }
        return dp[n - 1];
    }
};

法2:dfs(超时了),因为树高m+n-1,复杂度是2的m+n-1次方

代码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int dfs(int i,int j,int m,int n){
        if(i>m||j>n)return 0;
        if(i==m&&j==n)return 1;
        return dfs(i+1,j,m,n)+dfs(i,j+1,m,n);
    }
    int uniquePaths(int m, int n) {
        return dfs(1,1,m,n);
    }
};

法3:数论:

思路:共有m+n-2步,在这些步骤中选m-1步向下走即可。即C下面(m+n-2)上面(m-1)

代码:注意不能先算分子再算分母再除,会溢出,选择边算边除

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int uniquePaths(int m, int n) {
        long long numerator = 1; // 分子
        int denominator = m - 1; // 分母
        int count = m - 1;
        int t = m + n - 2;
        while (count--) {
            numerator *= (t--);
            while (denominator != 0 && numerator % denominator == 0) {
                numerator /= denominator;
                denominator--;
            }
        }
        return numerator;
    }
};

63. 不同路径 II

思路:现在有障碍了,就在dp数组里面加个条件即可

五部曲:

1.含义:dp[i][j]。到达i,j有几条路线

2.递推式:dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1]

3.初始化:0行0列都是1,如果0行0列中有石头,则:行的话,在石头右边及石头的都为0,列的话石头及石头下面都是0.

4.遍历顺序:左到右,一层一层

注意:初始化的时候,如果有障碍物了,后面的都要为0!因为过不去!

代码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& obstacleGrid) {
        int m=obstacleGrid.size();
        int n=obstacleGrid[0].size();
        vector<vector<int>>dp(m,vector<int>(n,0));
        //如果障碍在开始或者终点,直接return
        if(obstacleGrid[0][0]==1||obstacleGrid[m-1][n-1]==1)return 0;
        //初始化
        for(int i=0;i<n&&obstacleGrid[0][i]!=1;i++){
            dp[0][i]=1;
        }
        for(int i=0;i<m&&obstacleGrid[i][0]!=1;i++){
            dp[i][0]=1;
        }
        //递推
        for(int i=1;i<m;i++){
            for(int j=1;j<n;j++){
                if(obstacleGrid[i][j]==1)continue;
                dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1];
            }
        }
        return dp[m-1][n-1];
    }
};

343.整数拆分 (可跳过)

思路:本来想着拆成根号然后按照余数来分,但是发现测试了发现不行,考虑动规。

五部曲:

1.dp[i],为i的时候拆的乘积最大是多少

2.dp[i]=max(dp[i],max(dp[i-j]*j,(i-j)*j))。含义:最大值等于max(当前这个的最大值,i-j的乘积最大值*j,和i-j*j的最大值)

3.0,1无含义,dp[2]=1

4.遍历方向:i从3开始,j从1开始到i/2

注意:因为拆分一个数n 使之乘积最大,那么一定是拆分成m个近似相同的子数相乘才是最大的。所以j到i/2就可以了

代码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int integerBreak(int n) {
       vector<int>dp(n+1);
       dp[2]=1;
       for(int i=3;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=i/2;j++){
            dp[i]=max(dp[i],max(dp[i-j]*j,(i-j)*j));
        }
       }
       return dp[n];
    }
};

法2:贪心:

代码:本题也可以用贪心,每次拆成n个3,如果剩下是4,则保留4,然后相乘,但是这个结论需要数学证明其合理性!

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int integerBreak(int n) {
        if (n == 2) return 1;
        if (n == 3) return 2;
        if (n == 4) return 4;
        int result = 1;
        while (n > 4) {
            result *= 3;
            n -= 3;
        }
        result *= n;
        return result;
    }
};

96.不同的二叉搜索树 (可跳过)

思路:分析:

1.为1的时候只有一种,为2的时候只有两种,为3的时候5种

2.画出图,发现,为2的时候:左边为0右边有一个元素的情况和左边一个右边为0的情况。

为3的时候:左边为2右边为0,左边1右边1,左边0右边2的情况。由此就可以写出递推式了(值不重要,重要的是有几个,这几个的组合方式有几种)

五部曲:

1.dp[i]:从1到i个元素,共有几种不同的树

2.递推式:dp[i]+=dp[j-1]*dp[i-j]

3.初始化:dp[0]=1(空结点也为一颗二叉搜索树)

3.遍历:i从1开始,j从1开始。

注意:i需要从1开始,且可以到n;j从1开始,可以到i

代码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        vector<int>dp(n+1,0);
        dp[0]=1;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=i;j++){
                dp[i]+=dp[i-j]*dp[j-1];
            }
        }
        return dp[n];
    }
};
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