代码随想录训练营第三十八天打卡| 509. 斐波那契数 70. 爬楼梯 746. 使用最小花费爬楼梯
509. 斐波那契数
1.终于轮到我重拳出击了,很早就做过斐波那契数列的题目,王道数据结构第一章章末总结的思考题好像也是这个。我直接一手递归,时间开销比较大。但总归是快速AC了不是?最重拳出击的一集。
class Solution {
public:
int fib(int n) {
if (n == 0)
return 0;
if (n == 1)
return 1;
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
};
2.当然我们现在开始学习的是动态规划章节,只用递归AC这道题意义不大,简单题是用来巩固方法论的。什么是动态规划?动态规划就是利用之前的状态推出当前的状态。动规5部曲:1.确定dp数组及下标含义。dp数组通常是和我们的目标值联系起来的,本题要求的是斐波那契数列第n项的值。一个很容易想到的是的dp[i]就表示斐波那契数列第i项的值。2.确定递推公式。递推公式在动规题目中是不太容易想到的,但本题作为动规入门题递推公式已经给我们了。状态转移方程 dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]。3.dp数组如何初始化?本题初始化也给我们了,dp[0] = 0; dp[1] = 1。实际上dp数组的初始化非常重要且不简单,通常是根据dp数组的含义来进行初始化的。同时初始化是为状态转移方程服务的,要符合之后的转移需求。4.确定遍历顺序。本题自然而然地想到遍历顺序就是从前往后,从左到右的。实际上确定动规题目的遍历顺序并不是一件简单的事,通常递推公式能给我们启发。根据递推公式确定当前状态是由哪些状态转移过来的,从而确定遍历顺序。5.举例推导dp数组,如果代码写出来,发现结果不对,就把dp数组打印出来看看和我们推导的结果是否一致。
class Solution {
public:
int fib(int n) {
if (n < 2)
return n;
vector<int> dp(n + 1);
dp[0] = 0;
dp[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
return dp[n];
}
};
3.简洁写法,优化空间,每次只维护我们需要的那两个值,思想类似于之后的滚动数组。
class Solution {
public:
int fib(int n) {
if (n < 2)
return n;
vector<int> dp(2);
dp[0] = 0;
dp[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
int sum = dp[0] + dp[1];
dp[0] = dp[1];
dp[1] = sum;
}
return dp[1];
}
};
70. 爬楼梯
1.我上来就是一个递归,很快啊,超时了。因为递归做了太多次重复计算。
class Solution {
public:
int climbStairs(int n) {
if(n<=2) return n;
return climbStairs(n-1)+climbStairs(n-2);
}
};
2.回归到动规写法,代码是写出来了,提交也AC了。但为什么当前状态可以由前两个状态推出?换句话说,为什么状态转移方程是dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]?代码随想录给出的解释是dp[i]: 爬到第i层楼梯,有dp[i]种方法。首先是dp[i - 1],上i-1层楼梯,有dp[i - 1]种方法,那么再一步跳一个台阶不就是dp[i]了么。还有就是dp[i - 2],上i-2层楼梯,有dp[i - 2]种方法,那么再一步跳两个台阶不就是dp[i]了么。我个人觉得这种解释不够好,在注释中给出了自己认为更形象的解释。
class Solution {
public:
int climbStairs(int n) {
if (n <= 2)
return n;
vector<int> dp(n + 1);
dp[1] = 1;
dp[2] = 2;
for (int i = 3; i <= n; i++) {
//递推公式应该解释成最后一步要不跳1要不跳2
//跳1之前有dp[i-1]种方法跳2之前有dp[i-2]种方法
//所以有dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2]
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
return dp[n];
}
};
3.空间优化版,我们只需要维护dp数组最新的两个值就行。
class Solution {
public: //递推公式应该解释成最后一步要不跳1要不跳2
//跳1之前有dp[i-1]种方法跳2之前有dp[i-2]种方法
//所以有dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2]
int climbStairs(int n) {
if (n <= 2)
return n;
vector<int> dp(3);
dp[1] = 1;
dp[2] = 2;
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int sum = dp[1] + dp[2];
dp[1] = dp[2];
dp[2] = sum;
}
return dp[2];
}
};
746. 使用最小花费爬楼梯
1.朴素思想,没有刻意使用动规5部曲。想要到达当前台阶,之前位置要不在当前台阶的上一个台阶,要不就在当前台阶的前两个台阶。每次计算当前位置作为出发点的最小花费,并更新该节点花费值。这样到达顶部的最低花费一定在最后两个台阶出现,当前最优推出整体最优,这是贪心!(自己琢磨的野路子,写博客发现并不好理解,但时间开销意外地不错)
class Solution {
public:
int minCostClimbingStairs(vector<int>& cost) {
if (cost.size() == 2)
return min(cost[0], cost[1]);
int result = 0, i = 2;
for (i = 2; i < cost.size(); i++) {
result = cost[i] + min(cost[i - 1], cost[i - 2]);
cost[i] = result;
}
return min(cost[i - 1], cost[i - 2]);
}
};
2.正经动态规划,dp[i]的定义:到达第i台阶所花费的最少体力为dp[i]。
class Solution {
public:
int minCostClimbingStairs(vector<int>& cost) {
vector<int> dp(cost.size() + 1, 0); // dp[0],dp[1]都初始化为0
for (int i = 2; i <= cost.size(); i++) {
dp[i] = min(dp[i - 1] + cost[i - 1], dp[i - 2] + cost[i - 2]);
}
return dp[cost.size()];
}
};
3.空间优化版。
class Solution {
public:
int minCostClimbingStairs(vector<int>& cost) {
int dp0 = 0;
int dp1 = 0; // dp0,dp1都初始化为0
for (int i = 2; i <= cost.size(); i++) {
int dpi = min(dp1 + cost[i - 1], dp0 + cost[i - 2]);
dp0 = dp1;
dp1 = dpi;
}
return dp1;
}
};
今日总结:DP,启动!