【数据结构】动态规划-基础篇

针对动态规划问题,我总结了以下5步:

确定dp数组以及下标的含义;

递推公式;

dp数组如何初始化;

遍历顺序;

打印dp数组(用来debug);

以上5步适用于任何动态规划问题,下面针对题目,我们来具体实践:

说明:本题代码均为力扣AC代码。

题目一:斐波那契数

class Solution {
public:
    int fib(int n) {
        //1.dp[i]表示第i个斐波那契数的值
        //2.递推公式 dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
        //3.dp[0] = 0 dp[1] = 1
        //4.遍历顺序:本题从前到后遍历即可

        if(n == 0 || n == 1)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];//返回第n个斐波那契数的值
    }
};

当然,本题非常简单,不使用动态规划也是OK的。

class Solution {
public:
    int fib(int n) {
        //迭代
        if(n == 0 || n== 1)return n;
        vector<int>f(n+1);
        f[0] = 0;
        f[1] = 1;
        int cur = 0;
        for(int i = 2;i <= n;++i)
        {
            cur = f[0] + f[1];
            f[0] = f[1];
            f[1] = cur;
        }
        return cur;
    }
};

 题目二:爬楼梯

分析一波:为啥递推公式是dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2]?dp[i]为到达第i阶有dp[i]种方法,.dp[i-1]为到达第i-1阶有dp[i-1]种方法,.dp[i-2]为到达第i-2阶有dp[i-2]种方法,要想到达第i阶,只需从第i-1阶爬一阶或者从第i-2阶爬二阶即可,所以dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2]。

class Solution {
public:
    int climbStairs(int n) {
     //1.dp[i]为到达第i阶有dp[i]种方法
     //2.递推公式:dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2]
     //3.dp[1] = 1,dp[2] = 2
     //遍历顺序:因为dp[i]依赖于dp[i-1]、dp[i-2],所以应该从前到后遍历
     vector<int> dp(n + 1);
     if(n == 1 || n == 2)return n;
     dp[1] = 1;
     dp[2] = 2;
     for(int i=3;i<=n;++i)
     {
        dp[i] = dp[i-1]+dp[i-2];
     }
     return dp[n];//爬到第n阶一共有多少种方法
    }
};

题目三: 使用最小花费爬楼梯

分析一波:本题和上一道爬楼梯很相似,不过是加上了个花费,这里dp[i]为到达i阶楼梯最小的花费,要想到达第i阶,只需从第i-1阶爬一阶或者从第i-2阶爬二阶即可,从第i-1阶爬到第i阶需要花费dp[i-1]+cost[i-1],从第i-2阶爬到第i阶需要花费dp[i-2]+cost[i-2],本题要求最小花费,所以状态转移方程为dp[i] = min(dp[i-1]+cost[i-1],dp[i-2]+cost[i-2]).

对于初始化,本题说了可以选择从下标为0或1的元素作为初始阶梯,还要注意一点是不跳不花费体力,所以dp[0] = 0,dp[1] = 0.

对于遍历顺序,由于dp[i]是依靠dp[i-1]和dp[i-2]推导的,所以遍历顺序是从前到后。

分析完以后,就能很丝滑的做出来啦!

class Solution {
public:
    int minCostClimbingStairs(vector<int>& cost) {
        int n = cost.size();
        vector<int>dp(n+1);
        dp[0] = 0;
        dp[1] = 0;
        for(int i=2;i<=n;++i)
        {
            dp[i] = min(dp[i-1]+cost[i-1],dp[i-2]+cost[i-2]);
        }
        return dp[n];
    }
};

题目四:不同路径

分析一波:本题是二维矩阵,所以dp数组应该定义成二维的,dp[i][j]代表从(0,0)位置走到(i,j)位置有多少种不同的路径,可以看到,如果想到达(i,j)的位置,只能从(i,j-1)的位置走一步或者从(i-1,j)的位置向下走一步,所以dp[i][j] = dp[i][j-1]+dp[i-1][j].

对于初始化,要想到达(i,j)的位置,要么从上面过来,要么从左边过来,所以我们要把最左边和最上边都初始化,初始化成多少呢?本题要求只能向右或者向下走,所以最上面行从最左侧走到最右侧只有一种走法,最左侧的列中从最上到最下也只有一种走法,所以初始化如下图。

class Solution {
public:
    int uniquePaths(int m, int n) {
        //创建m行n列的二维数组
        vector<vector<int>>dp(m,vector<int>(n));
        for(int i=0;i<m;++i)dp[i][0] = 1;
        for(int j=0;j<n;++j)dp[0][j] = 1;
        for(int i=1;i<m;++i)
        {
            for(int j=1;j<n;++j)
            {
                dp[i][j] = dp[i][j-1]+dp[i-1][j];
            }
        }
        return dp[m-1][n-1];
    }
};

题目五:不同路径II

本题和上一题类似,只是本题多了一个障碍物,对于状态转移方程,如果(i,j)位置有障碍的话,那么我们无法继续推导,所以我们需要添加一个条件就是当(i,j)位置不是障碍物时,我们进行推导,否则不去推导。对于初始化,和上一题不同的是,第一列如果有障碍物的话,障碍物后面的位置都无法到达,第一行也是如此,所以我们在初始化时应该加上一个条件,就是当前位置没有障碍物,我们才给dp[i][0]、dp[0][j]初始化成1.

class Solution {
public:
    int uniquePathsWithObstacles(vector<vector<int>>& obstacleGrid) {
        int m = obstacleGrid.size();
        int n = obstacleGrid[0].size();
        if(obstacleGrid[0][0] == 1 || obstacleGrid[m-1][n-1] == 1)return 0;
        //创建m行n列的二维数组
        vector<vector<int>>dp(m,vector<int>(n));
        //dp数组初始化
        for(int i = 0;i < m && obstacleGrid[i][0] == 0;++i)dp[i][0] = 1;
        for(int j = 0;j < n && obstacleGrid[0][j] == 0;++j)dp[0][j] = 1;
        
        for(int i = 1;i < m;++i)
        {
            for(int j = 1;j < n;j++)
            {
                if(!obstacleGrid[i][j])
                dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1];
            }
        }
        return dp[m-1][n-1];
    }
};

题目六:整数拆分

1.确定dp数组含义:dp[i]表示将i进行拆分后得到最大的乘积

2.确定递推公式:将i拆分成两个数最大积为j*(i-j),拆分成三个及以上为j*dp[i-j],这里有个问题,为什么j不拆?实际上,在我们拆分 dp[i-j] 过程中已经包含了拆分 j 的情况,所以这里只考虑如何对 i-j 进行拆分即可,所以递推公式为dp[i] = max(dp[i],max(j*(i-j),j*dp[i-j]))

3.dp数组如何初始化?根据dp数组含义,dp[0] = 0,dp[1] = 0,dp[2] = 1

4.遍历顺序:根据递推公式可以看出,dp[i]的状态依靠dp[i-j]的状态,所以是从前到后遍历。

class Solution {
public:
    int integerBreak(int n) {
        if(n == 0 || n == 1)return 0;
        if(n == 2)return 1;
        vector<int>dp(n+1);
        dp[0] = 0,dp[1] = 0,dp[2] = 1;
        for(int i=3;i<=n;++i)
        {
            for(int j = 1;j<i;++j)
            {
                dp[i] = max(dp[i],max(j*(i-j),j*dp[i-j]));
            }
        }
        return dp[n];
    }
};

对于本题,可以做一个小小的优化。对于拆分i使之乘积最大,一定是拆分成m个近似相同的子数才能得到最大乘积。只不过m我们不知道是几,但是可以确定的是m一定大于等于2,所以在判断条件中,只需要 j <= i/2 即可。举个例子,拆分10的话,可以拆分成5*5,也可以拆分成3*3*4,如果拆分成6*4,后续无论对4如何拆分都不可能得到最大的,因为我们要把i拆分成近似相同的子数才能得到最大值。

题目七:

1.明确dp数组及下标含义:1到i为节点的二叉搜索树的个数为dp[i]

2.递推公式:根据图中分析,dp[3]就是以元素1为头结点BST的数量+以元素2为头结点BST的数量+以元素3为头结点BST的数量,我们要计算dp[i],只需要让 j 从遍历 1 到 i,计算 j 为头结点对应BST的个数并将他们相加即可。注意,j为头结点时,其左子树数目为 j-1 个,右子树数目为 i-j 个状态转移方程:dp[i] += dp[j-1]*dp[i-j].

3.如何初始化?dp[0] = 1,因为空BST也是BST

4.遍历顺序:从前到后

class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        if(n == 1)return 1;
        vector<int>dp(n+1);
        dp[0] = 1;
        for(int i=1;i<=n;++i)
        {
            for(int j=1;j<=i;++j)
            {
                dp[i] += dp[j-1]*dp[i-j];
            }
        }
        return dp[n];
    }
};

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/929008.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

LeetCode 动态规划 组合总和 IV

组合总和 IV 给你一个由 不同 整数组成的数组 nums &#xff0c;和一个目标整数 target 。请你从 nums 中找出并返回总和为 target 的元素组合的个数。 题目数据保证答案符合 32 位整数范围。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;nums [1,2,3], target 4 输出&#xff1a;7 …

数据结构(栈Stack)

1.前言&#xff1a; 在计算机科学中&#xff0c;栈&#xff08;Stack&#xff09;是一种基础而存在的数据结构&#xff0c;它的核心特性是后进先出&#xff08;LIFO&#xff0c;Last In, First Out&#xff09;。想象一下&#xff0c;在现实生活中我们如何处理一堆托盘——我们…

如何抽象策略模式

策略模式是什么 策略设计模式&#xff08;Strategy Pattern&#xff09;是一种面向对象设计模式&#xff0c;它定义了一系列算法&#xff0c;并将每个算法封装起来&#xff0c;使它们可以相互替换。这种模式使得算法可以独立于使用它们的客户端而变化。 策略设计模式包含三个主…

【MyBatis源码】transaction包JdbcTransaction和 ManagedTransaction源码分析

&#x1f3ae; 作者主页&#xff1a;点击 &#x1f381; 完整专栏和代码&#xff1a;点击 &#x1f3e1; 博客主页&#xff1a;点击 文章目录 事务概述事务接口及工厂TransactionFactory接口Transaction接口 JDBC事务JdbcTransactiongetConnection() JdbcTransactionFactory使用…

OverLeaf

\verb|acmart| \verb&#xff1a;这是一个 LaTeX 命令&#xff0c;用来创建 “verbatim”&#xff08;字面量&#xff09;文本。它会按照你输入的内容原样输出&#xff0c;不会解析其中的任何 LaTeX 命令或者特殊字符。|&#xff1a;这是定界符。\verb 命令需要一对定界符来标…

预训练模型与ChatGPT:自然语言处理的革新与前景

目录 一、ChatGPT整体背景认知 &#xff08;一&#xff09;ChatGPT引起关注的原因 &#xff08;二&#xff09;与其他公司的竞争情况 二、NLP学习范式的发展 &#xff08;一&#xff09;规则和机器学习时期 &#xff08;二&#xff09;基于神经网络的监督学习时期 &…

楼盘智能化的关键技术:数字孪生如何落地?

随着智慧城市的不断发展&#xff0c;数字孪生技术逐渐成为实现智慧楼盘管理和运营的核心技术之一。通过创建与现实楼盘一一对应的虚拟模型&#xff0c;数字孪生不仅能够提供更加全面、动态的楼盘信息展示&#xff0c;还能为楼盘的建设、管理和用户体验优化提供精准的数据支持和…

SQLServer 服务器只接受 TLS1.0,但是客户端给的是 TLS1.2

Caused by: javax.net.ssl.SSLHandshakeException: the server selected protocol version TLS10 is not accepted by client preferences [TLS12] 原因描述&#xff1a;SQLServer 服务器只接受 TLS1.0&#xff0c;但是客户端给的是 TLS1.2 解决方法如下&#xff1a; 打开文件…

C#与PLC通讯时,数据读取和写入浮点数,字节转换问题(ModbusTCP)

在与PLC进行通讯时&#xff0c;会发现一个问题&#xff0c;浮点数1.2接收过来后&#xff0c;居然变成了两个16位的整数。 经过一系列的分析&#xff0c;这是因为在PLC存储浮点数时32位&#xff0c;我们接收过来的数据会变成两个16位的高低字节&#xff0c;而且我们进行下发数据…

AD学习笔记·空白工程的创建

编写不易&#xff0c;禁止搬运&#xff0c;仅供学习&#xff0c;感谢理解 序言 本文参考B站&#xff0c;凡亿教育&#xff0c;连接放在最后。 创建工程文件 在使用AD这个软件的电路板设计中&#xff0c;有很多的地方跟嘉立创eda还是有不一样的地方&#xff0c;其中一个地方就…

折叠屏手机拐点:三星领跌,华为小米逆势增长

科技新知 原创作者丨依蔓 编辑丨蕨影 折叠屏手机不香了&#xff1f;显示器出货量罕见下滑&#xff0c;并预计 2025 年仍将持续下降。 近日&#xff0c;市场调查机构 DSCC报告称&#xff0c; 2019 年至 2023 年&#xff0c;折叠屏市场曾保持每年至少 40% 的高速增长。然而&…

基于Java Springboot哈尔滨中心医院微信小程序

一、作品包含 源码数据库设计文档万字PPT全套环境和工具资源部署教程 二、项目技术 前端技术&#xff1a;Html、Css、Js、Vue、Element-ui 数据库&#xff1a;MySQL 后端技术&#xff1a;Java、Spring Boot、MyBatis 三、运行环境 开发工具&#xff1a;IDEA/eclipse 微信…

【人工智能-科普】图神经网络(GNN):与传统神经网络的区别与优势

文章目录 图神经网络(GNN):与传统神经网络的区别与优势什么是图神经网络?图的基本概念GNN的工作原理GNN与传统神经网络的不同1. 数据结构的不同2. 信息传递方式的不同3. 模型的可扩展性4. 局部与全局信息的结合GNN的应用领域总结图神经网络(GNN):与传统神经网络的区别与…

基于 LLamafactory 的异步API高效调用实现与速度对比

文章目录 背景摘要简介代码实现运行结果速度对比异步调用速度同步调用速度 背景 原先经常调用各家的闭源大模型的API&#xff0c;如果使用同步的方式调用&#xff0c;速度会很慢。为了加快 API 的调用速度&#xff0c;决定使用异步调用 API 的方式。 摘要 通过异步方式调用大…

ceph的存储池管理

1 查看存储池信息 查看存储池的名称 [rootceph141ceph]# ceph osd pool ls .mgr查看存储池机器编号 [rootceph141ceph]# ceph osd pool ls 1 .mgr查看存储池的详细信息 [rootceph141ceph]# ceph osd pool ls detail pool 1 .mgr replicated size 3 min_size 2 crush_rule 0 ob…

一些常见网络安全术语

1、黑帽 为非法目的进行黑客攻击的人&#xff0c;通常是为了经济利益。他们进入安全网络以销毁&#xff0c;赎回&#xff0c;修改或窃取数据&#xff0c;或使网络无法用于授权用户。这个名字来源于这样一个事实&#xff1a;老式的黑白西部电影中的恶棍很容易被电影观众识别&…

Vue中使用ECharts图表中的阈值标记(附源码)

在数据处理和可视化领域&#xff0c;我们经常需要对一系列数据点进行分析。本文将介绍如何在给定的数据点中找到对应于特定Y值的X值&#xff0c;并设置标线起始点标记在ECharts图表中&#xff0c;效果图如下&#xff1a; 实现步骤 1、数据准备 let seriesData [// 提供日期…

Windows 11 如何配置node.js

一&#xff0c;官网下载 官网首页 下载最新LTS版本&#xff0c;比较稳定&#xff0c;如果想探索更新的版本去探索新的nodejs功能。 1. 下载完成后&#xff0c;双击运行程序&#xff0c;点击next 2. 勾选接受协议&#xff0c;点击next 3. 选择自己的安装路径&#xff08;默认是…

笔记本电脑usb接口没反应怎么办?原因及解决方法

笔记本电脑的USB接口是我们日常使用中非常频繁的一个功能&#xff0c;无论是数据传输、充电还是外接设备&#xff0c;都离不开它。然而&#xff0c;当USB接口突然没有反应时&#xff0c;这无疑会给我们的工作和学习带来不小的困扰。下面&#xff0c;我们就来探讨一下笔记本USB接…

计算机毕业设计hadoop+spark民宿推荐系统 民宿数据分析可视化大屏 民宿爬虫 民宿大数据 知识图谱 机器学习 大数据毕业设计

温馨提示&#xff1a;文末有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片&#xff01; 温馨提示&#xff1a;文末有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片&#xff01; 温馨提示&#xff1a;文末有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片&#xff01; 作者简介&#xff1a;Java领…