day33-动态规划__62.不同路径__63. 不同路径 II __343. 整数拆分__343. 整数拆分

62.不同路径

这一题由于题目一开始限定了每次我们只能向下走或者向右走,那么其实这道题的动规逻辑就相当清晰了。

  1. dp数组的含义:dpij代表走到第i行第j列的位置有多少种不同的方法
  2. 确定状态转移方程:由于第i行第j列只能从第i-1行第j列或者第i行第j-1列走到,所以这里的递推公式就是

dpij = dpi-1j + dpij-1

  1. 初始化:由于每个位置只能从左边或者上边拿到,所以最左边和最上边是一定需要初始化的。

那么该初始化为多少呢。显然每次只能向左或者向右走,那么最上边和最左边只能是1

所以dpi0 = 1,dp0j = 1

  1. 遍历顺序:由于每一个状态都是从左向右得到的,所以必须从左到右,从上到下遍历
  2. 打印dp数组

经过上述分析,可以写出如下代码:

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

时间复杂度: O(N)

空间复杂度: O(N²)

当然这题,由于后面状态始终依靠左边和上面得出,是可以优化为滚动数组版本的

sql 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];
    }
};

63. 不同路径 II

这道题是在上一题的基础上,加上了障碍物这个元素

那么显然,只需要在上述分析下修改一下即可

  1. dp数组的含义:dpij代表走到第i行第j列的位置有多少种不同的方法
  2. 确定状态转移方程:由于第i行第j列只能从第i-1行第j列或者第i行第j-1列走到,所以这里的递推公式就是

dpij = dpi-1j + dpij-1 (obstacleGridij == 0 没有障碍)

dpij = 0 (obstacleGridij == 1 有障碍)

  1. 初始化:由于每个位置只能从左边或者上边拿到,所以最左边和最上边是一定需要初始化的。

那么该初始化为多少呢。显然每次只能向左或者向右走,那么最上边和最左边只能是1

所以dpi0 = 1,dp0j = 1,但是如果遇到了障碍物的话,从障碍物开始之后所有的位置,全部需要写成0.

  1. 遍历顺序:由于每一个状态都是从左向右得到的,所以必须从左到右,从上到下遍历
  2. 打印dp数组

代码如下:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& obstacleGrid) {
        int m = obstacleGrid.size();
        int n = obstacleGrid[0].size();
        if (obstacleGrid[m - 1][n - 1] == 1 || obstacleGrid[0][0] == 1) //如果在起点或终点出现了障碍,直接返回0
            return 0;
        vector<vector<int>> dp(m, vector<int>(n, 0));
        for (int i = 0; i < m && obstacleGrid[i][0] == 0; i++) dp[i][0] = 1;
        for (int j = 0; j < n && obstacleGrid[0][j] == 0; j++) dp[0][j] = 1;
        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];
    }
};

当然这题同样也可以优化空间

代码如下:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& obstacleGrid) {
        if (obstacleGrid[0][0] == 1)
            return 0;
        vector<int> dp(obstacleGrid[0].size());
        for (int j = 0; j < dp.size(); ++j)
            if (obstacleGrid[0][j] == 1)
                dp[j] = 0;
            else if (j == 0)
                dp[j] = 1;
            else
                dp[j] = dp[j-1];

        for (int i = 1; i < obstacleGrid.size(); ++i)
            for (int j = 0; j < dp.size(); ++j){
                if (obstacleGrid[i][j] == 1)
                    dp[j] = 0;
                else if (j != 0)
                    dp[j] = dp[j] + dp[j-1];
            }
        return dp.back();
    }
};

343. 整数拆分

这道题其实动规是相当难想到的,一起来分析一下吧!

对于一个数字n我们可以把他拆成2个数字的,也可以把他拆成多个数字

那现在如果我把dpi定义为i可以被拆分出的最大值的话,那么这个时候我们就需要将i拆分为j和i-j了显然这会有i组,而对于每组的i和i-j而言,我们可以只把他拆成i和i-j ,或者我们对i-j这个数字继续拆分成dpi-j(i-j拆分的最大值)。所以我们希望去这两个数里面大的那一个就有 在某一次拆分i和i-j时,dpi = max(ij,idpi-j)。

又因为i可以拆分为很多个这样的分组那么最终的状态转移方程为dpi = max(dpi, max(ij,idpi-j))。

代码如下:

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((i - j) * j, dp[i - j] * j));
            }
        }
        return dp[n];
    }
};

96. .不同的二叉搜索树

这道题我们可以这样去思考,我们需要用n个节点,那么其中的一部分节点比如i个就会组成左子树,而另一部分j个就会组成右子树,那么n个节点的不同二叉搜索树的数量就是 左子树的数量 * 右子树的数量

假设,我们现在定义dpi为i个节点的不同二叉搜索树数量,那么dpn = dpi * dpn-i-1

根据这样的分析乐意写出下述代码:

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