每日算法:爬楼梯问题

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动态规划(Dynamic Programming,DP)是一种将复杂问题分解成小问题求解的策略,但与分治算法不同的是,分治算法要求各子问题是相互独立的,而动态规划各子问题是相互关联的。

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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:

  1. 输入: 2 
  2. 输出: 2 
  3. 解释: 有两种方法可以爬到楼顶。 
  4. 1. 1 阶 + 1 阶 
  5. 2. 2 阶 

示例 2:

  1. 输入: 3 
  2. 输出: 3 
  3. 解释: 有三种方法可以爬到楼顶。 
  4. 1. 1 阶 + 1 阶 + 1 阶 
  5. 2. 1 阶 + 2 阶 
  6. 3. 2 阶 + 1 阶 

解法:动态规划

动态规划(Dynamic Programming,DP)是一种将复杂问题分解成小问题求解的策略,但与分治算法不同的是,分治算法要求各子问题是相互独立的,而动态规划各子问题是相互关联的。

分治,顾名思义,就是分而治之,将一个复杂的问题,分成两个或多个相似的子问题,在把子问题分成更小的子问题,直到更小的子问题可以简单求解,求解子问题,则原问题的解则为子问题解的合并。

我们使用动态规划求解问题时,需要遵循以下几个重要步骤:

  • 定义子问题
  • 实现需要反复执行解决的子子问题部分
  • 识别并求解出边界条件

第一步:定义子问题

如果用 dp[n] 表示第 n 级台阶的方案数,并且由题目知:最后一步可能迈 2 个台阶,也可迈 1 个台阶,即第 n 级台阶的方案数等于第 n-1 级台阶的方案数加上第 n-2 级台阶的方案数

第二步:实现需要反复执行解决的子子问题部分

  1. dp[n] = dp[n−1] + dp[n−2] 

第三步:识别并求解出边界条件

  1. // 第 0 级 1 种方案  
  2. dp[0]=1  
  3. // 第 1 级也是 1 种方案  
  4. dp[1]=1 

最后一步:把尾码翻译成代码,处理一些边界情况

  1. let climbStairs = function(n) { 
  2.     let dp = [1, 1] 
  3.     for(let i = 2; i <= n; i++) { 
  4.         dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2] 
  5.     } 
  6.     return dp[n] 

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(n)

优化空间复杂度:

  1. let climbStairs = function(n) { 
  2.     let res = 1, n1 = 1, n2 = 1 
  3.     for(let i = 2; i <= n; i++) { 
  4.         res = n1 + n2 
  5.         n1 = n2 
  6.         n2 = res 
  7.     } 
  8.     return res 

空间复杂度:O(1) 

leetcode:https://leetcode-cn.com/problems/climbing-stairs/solution/pa-lou-ti-wen-ti-by-user7746o/

 

责任编辑:武晓燕 来源: 三分钟学前端
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