• LeetCode算法题解(动态规划)|LeetCode509. 斐波那契数、LeetCode70. 爬楼梯、LeetCode746. 使用最小花费爬楼梯


    一、LeetCode509. 斐波那契数

    题目链接:509. 斐波那契数
    题目描述:

    斐波那契数 (通常用 F(n) 表示)形成的序列称为 斐波那契数列 。该数列由 0 和 1 开始,后面的每一项数字都是前面两项数字的和。也就是:

    F(0) = 0,F(1) = 1
    F(n) = F(n - 1) + F(n - 2),其中 n > 1
    

    给定 n ,请计算 F(n) 。

    示例 1:

    输入:n = 2
    输出:1
    解释:F(2) = F(1) + F(0) = 1 + 0 = 1
    

    示例 2:

    输入:n = 3
    输出:2
    解释:F(3) = F(2) + F(1) = 1 + 1 = 2
    

    示例 3:

    输入:n = 4
    输出:3
    解释:F(4) = F(3) + F(2) = 2 + 1 = 3
    

    提示:

    • 0 <= n <= 30
    算法分析:

    根据动规五部曲来就可以了。

    这道题题目已经给了我们地推的公式F[n]=F[n-1]+F[n-2],以及其初始值F[0]=1,F[1]=1,所以我们只需要明白F[n]及其下标的含义就可以了。

    显然F[n]表示数列中第n项数的值。

    然后我们来遍历整个数组,按照递推公式依次确定每个项的值。

    最后返回第n项F[n]即可。

    如果算出来的结果有问题,可以把数组打印出来,检查递推是否有问题。

    代码如下:

    1. class Solution {
    2. public int fib(int n) {
    3. if(n <= 1) return n;
    4. int[] dp = new int[n + 1];
    5. dp[0] = 0;
    6. dp[1] = 1;
    7. for(int i = 2; i <= n; i++)
    8. dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
    9. return dp[n];
    10. }
    11. }

    时间复杂度o(n)空间复杂度o(n).

    二、LeetCode70. 爬楼梯

    题目链接:70. 爬楼梯
    题目描述:

    假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。

    每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

    示例 1:

    输入:n = 2
    输出:2
    解释:有两种方法可以爬到楼顶。
    1. 1 阶 + 1 阶
    2. 2 阶

    示例 2:

    输入:n = 3
    输出:3
    解释:有三种方法可以爬到楼顶。
    1. 1 阶 + 1 阶 + 1 阶
    2. 1 阶 + 2 阶
    3. 2 阶 + 1 阶
    

    提示:

    • 1 <= n <= 45
    算法分析:
    确定dp数组及下标含义:

    用dp[i]表示爬到第i阶楼梯可以有多少种方法。

    递推公式:

    第i阶楼梯可以由i-1阶楼梯跳一步上来,也可以由i-2阶楼梯跳两步上来。

    所以到达第i阶楼梯可以有dp[i-1]+dp[i-2]种方法,即dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2]。

    初始化:

    爬上第一阶楼梯有一种方法,即从第0阶向上爬一步,所以dp[1]=1;

    爬上第二阶楼梯有两种方法,从第0阶向上一次性爬两步到第二阶,或者向上爬两次,一次爬一步到第二阶,所以dp[2]=2。

    遍历顺序:

    从前往后依次遍历并确定到达每阶楼梯所需要的方法。

    如果结果有问题,打印dp数组,查看是否跟自己推导的一致。

    代码如下:

    1. class Solution {
    2. public int climbStairs(int n) {
    3. if(n <= 2) return n;
    4. int[] dp = new int[n + 1];
    5. dp[1] = 1;
    6. dp[2] = 2;
    7. for(int i = 3; i <= n; i++)
    8. dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
    9. return dp[n];
    10. }
    11. }

    时间复杂度o(n),空间复杂度o(n).

    三、LeetCode746. 使用最小花费爬楼梯

    题目链接:746. 使用最小花费爬楼梯
    题目描述:

    给你一个整数数组 cost ,其中 cost[i] 是从楼梯第 i 个台阶向上爬需要支付的费用。一旦你支付此费用,即可选择向上爬一个或者两个台阶。

    你可以选择从下标为 0 或下标为 1 的台阶开始爬楼梯。

    请你计算并返回达到楼梯顶部的最低花费。

    示例 1:

    输入:cost = [10,15,20]
    输出:15
    解释:你将从下标为 1 的台阶开始。
    - 支付 15 ,向上爬两个台阶,到达楼梯顶部。
    总花费为 15 。
    

    示例 2:

    输入:cost = [1,100,1,1,1,100,1,1,100,1]
    输出:6
    解释:你将从下标为 0 的台阶开始。
    - 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 2 的台阶。
    - 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 4 的台阶。
    - 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 6 的台阶。
    - 支付 1 ,向上爬一个台阶,到达下标为 7 的台阶。
    - 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 9 的台阶。
    - 支付 1 ,向上爬一个台阶,到达楼梯顶部。
    总花费为 6 。
    

    提示:

    • 2 <= cost.length <= 1000
    • 0 <= cost[i] <= 999
    算法分析:
    确定dp数组及下标含义:

    dp[i]表示到达第i阶楼梯所需花费的最小费用。

    递推公式:

    到第i阶可以从i-1阶跳一步上来,所需花费为dp[i-1]+cost[i-1],也可以从i-2阶跳两步上来,所需花费为dp[i-2]+cost[i-2],所以到达第i阶所需要的最小花费为dp[i]=min(dp[i-1]+cost[i-1],dp[i-2]+cost[i-2])。

    初始化:

    题目给出的条件,我们可以从第0阶或第1阶楼梯开始爬楼梯。

    所以爬上第0阶楼梯所需的最小花费dp[0]=0,爬上第1阶所需的最小花费dp[1]=0;

    遍历顺序:

    从前往后依次遍历并确定到达每阶楼梯所需的最小花费。

    如果有问题打印dp数组验证。

    代码如下:

    1. class Solution {
    2. public int minCostClimbingStairs(int[] cost) {
    3. int len = cost.length;
    4. int[] dp = new int[len + 1];
    5. dp[0] = 0;
    6. dp[1] = 0;
    7. for(int i = 2; i <= len; i++)
    8. dp[i] = Math.min(dp[i - 1] + cost[i - 1], dp[i - 2] + cost[i - 2]);
    9. return dp[len];
    10. }
    11. }

    时间复杂度o(n),空间复杂度o(n).

    总结

    解决了这三道题,动态规划算是入门了,这三道题只要按照动规五部曲来还是比较简单的。

    动规五部曲:

    1,确定dp数组及下标的含义。

    2,确定递归公式。

    3,初始化。

    4,确定遍历顺序。

    5,打印dp数组验证结果。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/2201_76107580/article/details/134455270