第三十九天 | 动态规划 part02

62.不同路径

题目链接/文字讲解:不同路径

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1ve4y1x7Eu

题设:一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。

机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 “Finish” )。

问总共有多少条不同的路径?

思路:机器人从(0 , 0) 位置出发,到(m - 1, n - 1)终点。动规五部曲:

1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义:表示从(0 ,0)出发,到(i, j) 有dp[i][j]条不同的路径。

2.确定递推公式dp[i][j]= dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1],只有这两个方向过来。

3.dp数组的初始化:首先dp[i][0]一定都是1,因为从(0, 0)的位置到(i, 0)的路径只有一条,那么dp[0][j]也同理。

4.确定遍历顺序从其上方和左方推导而来,那么从左到右一层一层遍历就可以了。这样才能保证遍历时有数值。

5.举例推导dp数组:

20201209113631392.png

用二叉树的深度搜索,会超时,因为其复杂度为指数级。

class Solution {
    public int uniquePaths(int m, int n) {
        int[][] dp = new int[m][n];
        for (int i = 0; i < m; i++) dp[i][0] = 1;
        for (int i = 0; i < n; i++) dp[0][i] = 1;
        for (int i = 1; i < m; i++) {
            for (int j = 1; j < n; j++) {
                dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1];
            }
        }
        return dp[m - 1][n - 1];
    }
}

注意二维数组定义长度时包含0,也就是m的长度实际上是0到m-1。

63. 不同路径 II

题目链接/文字讲解:不同路径 II

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1Ld4y1k7c6

题设:一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。

机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 “Finish”)。

现在考虑网格中有障碍物。那么从左上角到右下角将会有多少条不同的路径?

网格中的障碍物和空位置分别用 10 来表示。

思路:动规五部曲:

1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义:表示从(0 ,0)出发,到(i, j) 有dp[i][j]条不同的路径。

2.确定递推公式dp[i][j]= dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1],只有这两个方向过来。

如果当前点的值为1,那此时从0,0就无法到达当前点。

3.dp数组的初始化:首先dp[0][0]一定是1,初始化0,i和0,j时需要根据前一个处理。

4.确定遍历顺序从其上方和左方推导而来,那么从左到右一层一层遍历就可以了。这样才能保证遍历时有数值。

5.举例推导dp数组:

20210104114610256.png

若要优化空间时,使用一个一维数组也可解决。

class Solution {
    public int uniquePathsWithObstacles(int[][] obstacleGrid) {
        int m = obstacleGrid.length;
        int n = obstacleGrid[0].length;
        int[][] dp = new int[m][n];
        if (obstacleGrid[0][0] == 1) return 0;
        dp[0][0] = 1;
        for (int i = 1; i < m; i++) {
            if (obstacleGrid[i][0] == 1) {
                dp[i][0] = 0;
                continue;
            }
            dp[i][0] = dp[i - 1][0];
        }
        for (int j = 1; j < n; j++) {
            if (obstacleGrid[0][j] == 1) {
                dp[0][j] = 0;
                continue;
            }
            dp[0][j] = dp[0][j - 1];
        }
        for (int i = 1; i < m; i++) {
            for (int j = 1; j < n; j++) {
                if (obstacleGrid[i][j] == 1) {
                    dp[i][j] = 0;
                    continue;
                }
                dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1];
            }
        }
        return dp[m - 1][n - 1];
    }
}
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