算法训练营Day34

发布时间:2024年01月05日

#Java #动态规划

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动态规划的关键几个步骤:

1. 定义子问题:将原问题分解成较小的子问题。


2. 实现递归关系:建立子问题之间的递归关系,这些关系通常以数学形式表达,称为递推公式。


3. 存储子问题的解:动态规划通过存储这些子问题的解(通常在一个数组或其他数据结构中)来避免重复计算。


4. 构造最终解:从存储的子问题解中构造原问题的解。

斐波那契数:力扣题目链接

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?01 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)

这道题遇到过很多次了,也非常简单:

这是递归的写法(显然一般都是不会用这个方法的)

class Solution {
    public int fib(int n) {
    if(n==0){
        return 0;
    }
    if(n==1){
        return 1;
    }
    return fib(n-1) + fib(n-2);
    }
}

这还没有体现到动态规划的dp方程

用动态规划的思想来做:

题目直接就把动态转移方程给了我们:状态转移方程 dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];

?

class Solution {
    public int fib(int n) {
        if (n <= 1) return n;     
        //创建dp数组        
        int[] dp = new int[n + 1];
        //初始化
        dp[0] = 0;
        dp[1] = 1;

        //递推公式
        for (int index = 2; index <= n; index++){
            dp[index] = dp[index - 1] + dp[index - 2];
        }
        return dp[n];
    }
}

递归五部曲:

确定dp数组及下标的含义:第 i 个数的值为dp[i];

确定递推公式:题目已知:dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];

初始化:dp[0]=0,dp[1]=1;

确定顺序:从前往后,依次递推

举例推到验证;

爬楼梯:力扣题目链接

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 12 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

1.创建一个dp数组,dp数组代表的含义:到第i级楼梯,有dp[i]种方法;

2.递推公式:dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2];

3.初始化dp数组:(我用的是从dp[1]开始,dp[1]=1,dp[2]=2)

4.顺序为从前往后,依次递推

5.验证:i=3时,dp[3]=dp[2]+dp[1] = 1+2 =3; .......

class Solution {
    public int climbStairs(int n) {
        if(n<=1){
            return n;
        }
    //创建dp数组,代表的意义(到第i级楼梯,有dp[i]种方法)
    int []dp  = new int[n+1];
    //递推公式
    //dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2];
    //初始化dp数组
    dp[1] = 1;
    dp[2] = 2;
    
    for(int i=3;i<=n;i++){
        dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2];
    }
    return dp[n];
    }
}

下面这种是用了滚动数组的思想(其本质也是递推),这是代码写法不一样

class Solution {
    public int climbStairs(int n) {
     int p=0,q=0,r=1;
     for(int i =1;i<=n;++i){
         p = q;
         q = r;
          r =q+p;
     }
     return r;
    }
}

使用最小花费爬楼梯:力扣题目链接

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。

1. 首先,确定了楼梯的总数,即变量?n?代表楼梯数量,通过?cost.length?获取。


2. 创建一个名为?dp?的数组,用于存储到达每个台阶所需的最小花费。数组长度为?n+1,以包括起始台阶和顶部台阶。


3. 初始化?dp?数组的前两个元素为?0,因为从第?0?级和第?1?级楼梯开始不需要支付额外费用。


4. 使用循环遍历从第?2?级楼梯到第?n?级楼梯的每个台阶。对于每个台阶?i,计算到达该台阶的最小花费,这是从前一级台阶?i-1?或前两级台阶?i-2?中选择最小花费的方式。


5. 最终,返回?dp[n],即到达顶部楼梯的最小花费。
?

class Solution {
    public int minCostClimbingStairs(int[] cost) {
    int n = cost.length;
    //创建dp数组
    int []dp = new int[n+1];
    //递推公式:
    //爬到第i级楼梯需要支付的费用:要么是爬到i-1支付的费用加上当前还需要支付的费用
    //或者是爬到i-2支付的费用加上当前需要支付的费用
    //取最小的那个

    //dp[i] = Math,min(dp[i-1]+cost[i-1],dp[i-2]+cost[i-2]);

    //初始化dp数组
    dp[0] = 0;
    dp[1] = 0;   //0,1级台阶可以直接上去,所以初始化为0

    //递推:
    for(int i=2;i<=n;i++){
       dp[i] = Math.min(dp[i-1]+cost[i-1],dp[i-2]+cost[i-2]);
    }
    return dp[n];
    }
}

主要就是递推公式和dp数组的初始化,结合贪心的思想,也比较容易写出来。

大丈夫生居天地间,

岂能郁郁久居人下?

Fighting1


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文章来源:https://blog.csdn.net/momolinshaomo/article/details/135404716
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