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[数据结构与算法]动态规划(二)

70. 爬楼梯

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?
注意:给定 n 是一个正整数。
示例 1:

输入: 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: 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
class Solution {
public:/*  方法一:  递归, 时间复杂度O(2^n)
    int climbStairs(int n) {
        if(n==1)
        {
            return 1;
        }
        else if(n==2)
        {
            return 2;
        }
        else if(n==3)
        {
            return 3;
        }
        else{
            return climbStairs(n-1)+climbStairs(n-2);
        }

    }*/
    //方法二: 使用一个数组和for 循环,时间复杂度O(n)
    int climbStairs(int n)
    {
        if(n<=3)
        {
            return n;
        }
        int attr[n];
        attr[0] = 1; //一节楼梯只有一种方法
        attr[1] = 2; //两节楼梯有两种方法
        attr[2] = 3;// 同理
        for(int i=3;i<n;i++)
        {
            attr[i] = attr[i-1] + attr[i-2];
        }
        return attr[n-1];
    }
};

746. 使用最小花费爬楼梯

数组的每个下标作为一个阶梯,第 i 个阶梯对应着一个非负数的体力花费值 cost[i](下标从 0 开始)。每当你爬上一个阶梯你都要花费对应的体力值,一旦支付了相应的体力值,你就可以选择向上爬一个阶梯或者爬两个阶梯。请你找出达到楼层顶部的最低花费。在开始时,你可以选择从下标为 0 或 1 的元素作为初始阶梯。
示例 1:
输入:cost = [10, 15, 20]
输出:15
解释:最低花费是从 cost[1] 开始,然后走两步即可到阶梯顶,一共花费 15 。
示例 2:
输入:cost = [1, 100, 1, 1, 1, 100, 1, 1, 100, 1]
输出:6
解释:最低花费方式是从 cost[0] 开始,逐个经过那些 1 ,跳过 cost[3] ,一共花费 6 。

大致思路如下,

注意题目描述:每当你爬上一个阶梯你都要花费对应的体力值,一旦支付了相应的体力值,你就可以选择向上爬一个阶梯或者爬两个阶梯

所以示例1中只花费一个15 就可以到阶梯顶,最后一步可以理解为 不用花费。

读完题大家应该知道指定需要动态规划的,贪心是不可能了。

1.确定dp数组以及下标的含义

使用动态规划,就要有一个数组来记录状态,本题只需要一个一维数组dp[i]就可以了。

dp[i]的定义:到达第i个台阶所花费的最少体力为dp[i]。(注意这里认为是第一步一定是要花费)

对于dp数组的定义,大家一定要清晰!

2.确定递推公式

可以有两个途径得到dp[i],一个是dp[i-1] 一个是dp[i-2]。

那么究竟是选dp[i-1]还是dp[i-2]呢?

一定是选最小的,所以dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];

注意这里为什么是加cost[i],而不是cost[i-1],cost[i-2]之类的,因为题目中说了:每当你爬上一个阶梯你都要花费对应的体力值

3.dp数组如何初始化

根据dp数组的定义,dp数组初始化其实是比较难的,因为不可能初始化为第i台阶所花费的最少体力。

那么看一下递归公式,dp[i]由dp[i-1],dp[i-2]推出,既然初始化所有的dp[i]是不可能的,那么只初始化dp[0]和dp[1]就够了,其他的最终都是dp[0]dp[1]推出。

所以初始化代码为:

vector dp(cost.size());
dp[0] = cost[0];
dp[1] = cost[1];

4.确定遍历顺序

最后一步,递归公式有了,初始化有了,如何遍历呢?
本题的遍历顺序其实比较简单,简单到很多同学都忽略了思考这一步直接就把代码写出来了。
因为是模拟台阶,而且dp[i]又dp[i-1]dp[i-2]推出,所以是从前到后遍历cost数组就可以了。
举例推导dp数组

示例:

cost = [1, 100, 1, 1, 1, 100, 1, 1, 100, 1] ,来模拟一下dp数组的状态变化,如下:
在这里插入图片描述代码如下:

class Solution {
public:
    int minCostClimbingStairs(vector<int>& cost) {
        // dp 数组表示爬到每一节楼梯所耗费的体力值最小值
        int dp[cost.size()];
        dp[0] = cost[0];
        dp[1] = cost[1];

        for(int i=2;i<cost.size();i++)
        {
            dp[i] = min(dp[i-1],dp[i-2]) + cost[i];
        }

    return min(dp[cost.size()-1],dp[cost.size()-2]);

    }
};

参考博文:https://leetcode-cn.com/problems/min-cost-climbing-stairs/solution/dai-ma-sui-xiang-lu-dong-tai-gui-hua-wu-abbwz/

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加:2021-08-07 12:20:33  更:2021-08-07 12:21:20 
 
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