算法 LC 动态规划-跳跃游戏

题目描述

LC 题 - 55
给定一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的 第一个下标 。

数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。

判断你是否能够到达最后一个下标。

示例 1:

输入:nums = [2,3,1,1,4]
输出:true
解释:可以先跳 1 步,从下标 0 到达下标 1, 然后再从下标 1 跳 3 步到达最后一个下标。

示例 2:
输入:nums = [3,2,1,0,4]
输出:false
解释:无论怎样,总会到达下标为 3 的位置。但该下标的最大跳跃长度是 0 , 所以永远不可能到达最后一个下标。

题解

思路1:动态规划

核心点在于数组中元素为0时能否跳过

令dp[i] 表示i此时可以跳的最大步长,当遍历到某个i,dp[i]<=0时,说明无法再向前,则返回false

dp[i]的动态转移方程:dp[i] = max(nums[i],dp[i-1]-1),即当前位置i的步长和上一个位置i-1的最大步长-1两者的最大值
边界条件dp[0] = nums[0]

// OC
+ (BOOL)canJump1:(NSArray *)nums {
    int n = (int)nums.count;
    if (n == 0) {
        return NO;
    }
    int dp[n];
    dp[0] = [nums[0] intValue];
    if (dp[0] <= 0) {
        return n==1;
    }
    
    for (int i=1; i<n; i++) {
        dp[i] = MAX([nums[i] intValue], dp[i-1]-1);
        if (dp[i] <= 0 && i<n-1) {
            return NO;
        }
    }
    return YES;
    
}
// Swift
    static public func canJump1(_ nums:[Int]) -> Bool {
        let n = nums.count
        if n == 0 {return false}
        var dp = Array(repeating: 0, count: n)
        dp[0] = nums[0]
        if dp[0] <= 0 {
            return n==1
        }
        
        for i in 1..<n {
            dp[i] = max(dp[i-1]-1, nums[i])
            if dp[i] <= 0 && i<n-1 {
                return false
            }
        }
        return true
    }

思路2:贪心

对于任意位置i,它所能到达的最远位置为maxRight = i + nums[i],也就是说 对于每一个可以到达的位置x,它使得 x+1,x+2,⋯,x+nums[x] 这些连续的位置都可以到达。

我们依次遍历数组中的每一个位置,并实时维护能到达的最远位置maxRight,如果当前遍历的位置i<=maxRight(也就是说当前位置i可以到达),那么我们用max(maxRight,i+nums[i])来更新最远到达位置maxRight,在遍历过程中,如果maxRight>=y(y为指定位置),则表示y位置可以到达,返回true。如果直到遍历结束都没有maxRight>=y,则返回false

// OC
+ (BOOL)canJump2:(NSArray *)nums {
    int n = (int)nums.count;
    if (n == 0) {
        return NO;
    }
    int maxRight = 0;
    for (int i=0; i<n; i++) {
        if (i<=maxRight) {
            maxRight = MAX([nums[i] intValue]+i, maxRight);
            if (maxRight >= n-1) {
                return YES;
            }
        }
    }
    return NO;
}
// Swift
    static public func canJump2(_ nums:[Int]) -> Bool {
        let n = nums.count
        if n == 0 {return false}
        var maxRight = 0
        for i in 0..<n {
            if i <= maxRight {
                maxRight = max(maxRight, i+nums[i])
                if maxRight >= n-1 {
                    return true
                }
            }
        }
        return false
    }

思路3: 逆向遍历

如果位置i可以到达终点k点,那么逆序时k点也是可以回到i点的

令初始终点end=n-1,逆序遍历i,i从n-2到0,如果nums[i]+i>=end,则更新终点end=i,遍历结束判断终点是否为0,为0则返回true ,否则false

假设位置i,j(i<j)都可以到达终点end=k(i<j<k,nums[i]+i>=k,nums[j]+j>=k),逆序遍历时,先遍历到j,由于nums[j]+j>=k,即从j位置可以到达k点,更新终点end=j,再遍历到i时,由于nums[i]+i>=k>j,即从i位置可以到达j,更新终点end=i。也就是说如果i点可以到达终点end,那么从终点也可以回到初始位置i

// OC
+ (BOOL)canJump3:(NSArray *)nums {
    int n = (int)nums.count;
    if (n == 0) {
        return NO;
    }
    int end = n-1;
    for (int i=end-1; i>=0; i--) {
        if ([nums[i] intValue] + i >= end) {
            end = i;
        }
    }
    return end == 0;
}
// Swift
    static public func canJump3(_ nums:[Int]) -> Bool {
        let n = nums.count
        if n == 0 {return false}
        var end = n-1
        var i = n-2
        while i>=0 {
            if nums[i] + i >= end {
                // 更新终点
                end = i
            }
            i -= 1
        }
        return end==0
    }

参考:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/top-interview-questions-medium/xvb8zs/

https://leetcode-cn.com/problems/jump-game/solution/tiao-yue-you-xi-by-leetcode-solution/

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