记忆化搜索题目(二)

目录

一:最长递增子序列

1.1题目

1.2算法原理

1.3代码

二:猜数字大小

2.1题目

2.2算法原理

2.3代码

三:矩阵中最长的递增路径

3.1题目

3.2算法原理

3.3代码


一:最长递增子序列

1.1题目

题目链接:https://leetcode.cn/problems/longest-increasing-subsequence/description/


1.2算法原理


1.3代码

递归版本(运行结果超时)

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int lengthOfLIS(vector<int>& nums) 
    {
        int n = nums.size();
        int ret = 0;
        for(int i = 0; i < n;i++)
            ret = max(ret,dfs(nums,i));
        
        return ret;
    }

    int dfs(vector<int>& nums,int pos)
    {
        int ret = 1;//如果pos是最后一个元素,进入dfs无法进入for循环,此时长度为1
        for(int i = pos+1; i < nums.size();i++)
        {
            if(nums[i] > nums[pos])
            {
                ret = max(ret,dfs(nums,i)+1);
            }
        }

        return ret;
    }
};

记忆化搜索:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    vector<int> memory;
    int lengthOfLIS(vector<int>& nums) 
    {
        int n = nums.size();
        memory = vector<int>(n);
        int ret = 0;
        for(int i = 0; i < n;i++)
            ret = max(ret,dfs(nums,i));
        
        return ret;
    }

    int dfs(vector<int>& nums,int pos)
    {
        if(memory[pos]) return memory[pos];

        int ret = 1;//如果pos是最后一个元素,进入dfs无法进入for循环,此时长度为1
        for(int i = pos+1; i < nums.size();i++)
        {
            if(nums[i] > nums[pos])
            {
                ret = max(ret,dfs(nums,i)+1);
            }
        }
        memory[pos] = ret;
        return ret;
    }
};

动态规划:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int lengthOfLIS(vector<int>& nums) 
    {
        int n = nums.size();
        vector<int> dp(n,1);//以n位置为起点,最长子序列的长度
        int ret = 0;
        //填表顺序:从后往前
        for(int i = n-1; i >=0 ;i--)
            for(int j = i+1; j < n; j++)
                if(nums[i] < nums[j])
                    dp[i] = max(dp[i],dp[j]+1); 

        //寻找dp表中的最大值
        for(int i = 0; i < n;i ++)
            ret = max(ret,dp[i]);

        return ret;
    }
};

二:猜数字大小

2.1题目

题目链接:https://leetcode.cn/problems/guess-number-higher-or-lower-ii/


2.2算法原理


2.3代码

记忆化搜索:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int getMoneyAmount(int n) 
    {
        vector<vector<int>> memory(n+1,vector<int>(n+1));
        return dfs(1,n,memory);    
    }

    int dfs(int left, int right,vector<vector<int>>& memory)
    {
        if(left >= right) return 0;
        if(memory[left][right])  return memory[left][right];

        int ret = INT_MAX;
        //每一种策略:找最小
        for(int head = left;head <= right;head++)
        {
            //具体的策略中,找最大,确保钱不会花完
            int l = dfs(left,head-1,memory);
            int r = dfs(head+1,right,memory);
            ret = min(ret,max(l,r)+head);
        }
        
        memory[left][right] = ret;
        return ret; 
    }
};

三:矩阵中最长的递增路径

3.1题目

题目链接:https://leetcode.cn/problems/longest-increasing-path-in-a-matrix/description/


3.2算法原理

其他的算法原理和之前文章中的递归题目是一样的


3.3代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int dx[4] = { 0,0,1,-1 };
    int dy[4] = { -1,1,0,0 };
    int m, n;
    vector<vector<int>> memory;
    int longestIncreasingPath(vector<vector<int>>& matrix)
    {
        m = matrix.size(), n = matrix[0].size();
        memory = vector<vector<int>>(m, vector<int>(n));

        for (int i = 0; i < m; i++)
            for (int j = 0; j < n; j++)
                dfs(matrix, i, j);

        int ret = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++)
            for (int j = 0; j < n; j++)
                ret = max(ret, memory[i][j]);
        return ret;
    }

    int dfs(vector<vector<int>>& matrix, int i, int j)
    {
        if (memory[i][j]) return memory[i][j];

        int ret = 1;
        for (int k = 0; k < 4; k++)
        {
            int x = i + dx[k], y = j + dy[k];
            if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && matrix[x][y] > matrix[i][j])
                ret = max(ret, dfs(matrix, x, y) + 1);
        }
        memory[i][j] = ret;
        return ret;
    }
};
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