• 暴力递归转动态规划(八)


    棋盘问题
    将棋盘最左下角当作是平面直角坐标系的原点(0,0)位置,那么这个棋盘横坐标上就是9条线,纵坐标就是10条线,给定三个参数a、b、k,返回“马”从(0,0)位置出发,必须走K步,最后落在(a,b)上的方法数有多少种?
    在这里插入图片描述

    暴力递归
    依然是先从暴力递归的方式开始分析,暴力递归方法要返回最大的方法数,而“马”在棋盘上可以向四周8个方向随意跳动,所以需要将每种方向跳动的结果集方法数进行累加。
    base case:
    第一个是当“马” 跳出棋盘范围。
    第二个是当剩余 步数 为 0,此时如果正好落在(x,y)的位置,证明有一种方法。

    //主方法,马从(0,0)位置开始跳
    public static int jump(int a, int b, int k) {
            return process(0, 0, k, a, b);
        }
    
        //返回最大方法数
        //x,y 当前马的位置
        //a,b 目标位置
        //rest 剩余步数
        public static int process(int x, int y, int rest, int a, int b) {
        	// 当马跳出棋盘范围,return 0
            if (x > 8 || x < 0 || y > 9 || y < 0) {
                return 0;
            }
            //当步数为0时,如果落在了 ab位置,说明有一种方法数
            if (rest == 0) {
                return (x == a) && (y == b) ? 1 : 0;
            }
            int ways = 0;
    		//马每次都可以在棋盘上向四周8个方向跳。将所有方法数累加。
    		//每跳一次,步数 - 1,x,y根据 象棋中 马走日的规则进行调整 
            ways += process(x + 2, y + 1, rest - 1, a, b);
            ways += process(x - 2, y + 1, rest - 1, a, b);
            ways += process(x - 1, y + 2, rest - 1, a, b);
            ways += process(x + 1, y + 2, rest - 1, a, b);
            ways += process(x - 2, y - 1, rest - 1, a, b);
            ways += process(x + 2, y - 1, rest - 1, a, b);
            ways += process(x - 1, y - 2, rest - 1, a, b);
            ways += process(x + 1, y - 2, rest - 1, a, b);
            return ways;
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    动态规划
    继续根据暴力递归方法来改写动态规划,暴力递归方法中的可变参数为x,y和k,步数每次 - 1 ,xy是马的当前位置。所以这个dp表的构建和以往不同,是个三维数组。
    接下来确定数组大小:

    1. k是步数,并且可以步数为0,所以k的 范围是 K + 1。
    2. xy是当前马的位置,并且只能在棋盘范围内跳动所以xy的大小是9,10
    3. 所以dp表的整体大小是 dp[9][10][K + 1]。

    接下来根据暴力递归中的base case来给数组进行初始化赋值。
    当rest剩余步数为0时,如果此时xy正好在ab上,则方法数为1。所以 dp[a][b][0] == 1。
    因为是3维数组,所以先填充最底层的rest,根据是rest的依赖关系来确定xy的值,而根据暴力递归代码可以看出,rest是每次 - 1,所以从0开始填充。
    代码
    代码中需要注意的是pick方法,因为马可能会跳出棋盘,遇到这种情况不用统计,利用pick进行过滤即可。

    public static int dp(int a, int b, int k) {
            int[][][] dp = new int[9][10][k + 1];
            dp[a][b][0] = 1;
    
            for (int rest = 1; rest <= k; rest++) {
                for (int x = 0; x < 9; x++) {
                    for (int y = 0; y < 10; y++) {
                        int ways = pick(dp,x + 2, y + 1, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x - 2, y + 1, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x - 1, y + 2, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x + 1, y + 2, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x - 2, y - 1, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x + 2, y - 1, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x - 1, y - 2, rest - 1);
                        ways += pick(dp,x + 1, y - 2, rest - 1);
                        dp[x][y][rest] = ways;
                    }
                }
            }
            //因为题意要求从(0,0)出发,经过K步后的方法数,所以上面dp表构建完成后,获取dp[0][0][K]位置的值。
            return dp[0][0][k];
        }
    
        public static int pick(int[][][] dp, int x, int y, int rest) {
            if (x > 8 || x < 0 || y > 9 || y < 0) {
                return 0;
            }
            return dp[x][y][rest];
        }
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_43936962/article/details/133252967