数据结构与算法学习笔记(训练营四)-经典面试19(ppt-6)

  • 给定一个正数1,裂开的方法有一种,(1) 给定一个正数2,裂开的方法有两种,(1和1)、(2) 给定一个正数3,裂开的方法有三种,(1、1、1)、(1、2)、(3) 给定一个正数4,裂开的方法有五种,(1、1、1、1)、(1、1、2)、(1、3)、(2、2)、 (4)
    给定一个正数n,求裂开的方法数。 动态规划优化状态依赖的技巧
  • 注意裂开时后一种方法不能小于前一种。
/**
 * 给定一个正数1,裂开的方法有一种,(1) 给定一个正数2,裂开的方法有两种,(1和1)、(2)
 * 给定一个正数3,裂开的方法有三种,(1、1、1)、(1、2)、(3) 给定一个正数4,
 * 裂开的方法有五种,(1、1、1、1)、(1、1、2)、(1、3)、(2、2)、 (4)
 * 给定一个正数n,求裂开的方法数。 动态规划优化状态依赖的技巧
 */
public class SplitWaysNum {

    // 暴力递归
    public static int splitWaysNum(int n){
        if(n <= 0){
            return 0;
        }

        // 不能比1小
        return process(1,n);

    }

    // 递归含义:
    // pre 前一次裂开的值,rest:当前还可以裂开的值
    private static int process(int pre,int rest){
        if(rest == 0){
            // 如果已经没有可以裂开的值了,表示前面的方案有效
            return 1;
        }

        // 如果pre > 剩下的可以裂开的值,那么这种方案不行,0种方案
        if(pre > rest){
            return 0;
        }

        // rest不为0,且pre 也不大于rest
        // 枚举rest每一种的裂开方式
        int ways = 0;
        for (int i = pre; i <= rest; i++) {
            // i必须大于等于pre
            ways += process(i,rest-i);
        }

        return ways;
    }

    // 动态规划
    public static int dp(int n){
        if(n <= 0){
            return 0;
        }

        int[][] dp = new int[n+1][n+1];
        // 第1行无效,因为pre至少从1开始
        for (int i = 1; i < dp.length; i++) {
            dp[i][0] = 1;
        }
        // pre > rest 全为0

        for (int pre = dp.length-1; pre >= 1; pre--) {
            for (int rest = pre; rest < dp[0].length ; rest++) {
                int ways = 0;
                for (int i = pre; i <= rest; i++) {
                    // i必须大于等于pre
                    ways += process(i,rest-i);
                }
                dp[pre][rest] = ways;
            }
        }

        return dp[1][n];

    }

    // 动态规划(省去枚举行为)
    public static int dp2(int n){
        if(n <= 0){
            return 0;
        }

        int[][] dp = new int[n+1][n+1];
        // 第1行无效,因为pre至少从1开始
        for (int i = 1; i < dp.length; i++) {
            dp[i][0] = 1;
        }
        // pre > rest 全为0

        for (int pre = dp.length-1; pre >= 1; pre--) {
            for (int rest = pre; rest < dp[0].length ; rest++) {
               dp[pre][rest] =  dp[pre][rest-pre] + (pre + 1 < dp.length ? dp[pre+1][rest] : 0);
            }
        }

        return dp[1][n];

    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(splitWaysNum(23));
        System.out.println(dp(23));
        System.out.println(dp2(23));
    }
}

  • 给定一个整数N,代表你有1~N这些数字。在给定一个整数K。你可以随意排列这些数字,但是每一种排列都有若干个逆序对。返回有多少种排列,正好有K个逆序对

例子1:
Input: n = 3, k = 0
Output: 1
解释:
只有[1,2,3]这一个排列有0个逆序对。

例子2:
Input: n = 3, k = 1
Output: 2
解释
[3,2,1]有(3,2)、(3,1)、(2,1)三个逆序对,所以不达标。
达标的只有:
[1,3,2]只有(3,2)这一个逆序对,所以达标。
[2,1,3]只有(2,1)这一个逆序对,所以达标。

/**
 * 给定一个整数N,代表你有1~N这些数字。在给定一个整数K。你可以随意排列这些数字,
 * 但是每一种排列都有若干个逆序对。返回有多少种排列,正好有K个逆序对
 *
 * 例子1:
 * Input: n = 3, k = 0
 * Output: 1
 * 解释:
 * 只有[1,2,3]这一个排列有0个逆序对。
 *
 * 例子2:
 * Input: n = 3, k = 1
 * Output: 2
 * 解释
 * [3,2,1]有(3,2)、(3,1)、(2,1)三个逆序对,所以不达标。
 * 达标的只有:
 * [1,3,2]只有(3,2)这一个逆序对,所以达标。
 * [2,1,3]只有(2,1)这一个逆序对,所以达标。
 */
public class ReverseNum {

    // 动态规划
    public static int reverseNum(int n,int k){
        if(n <= 0 || k < 0){
            return 0;
        }
        // 1~n,0~k
        // n作为行,k作为列
        int[][] dp = new int[n+1][k+1];
        // 第一行,n=0,n>0舍弃
        // 第一行,只有第一个位置是1,代表只有一个数字,搞出0个逆序对,其他全是0
        dp[1][0] = 1;
        // 第一列,dp[i][0] i > 0,表示有1~一个数字搞出0个逆序对,只有一种方法
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            dp[i][0] = 1;
        }

        // 普遍位置的依赖关系
        // dp[7][4],1~7的数字形成的逆序对刚好是4个有多少种排列方法
        // 以7的位置来划分:
        // 1.如果7放在排列的最后一个数字,那么他可以形成0个逆序对,则需要1~6形成4个逆序对
        // 2.如果7放在倒数第二个位置,那么他可以形成,1个逆序对,需要1~6形成3个逆序对
        // 3.如果7放在倒数第三个位置,。。。。。。。。2个。。。。。。1~6    2个
        // 4.如果7         四。。。。。。。。。。。 3                  1个
        // 5.    7         五                  4                  0个
        // 注意: 7放在第六个位置逆序对个数就超过4了,不达标
        // => dp[7][4] = dp[6][4]+dp[6][3] + dp[6][2] + dp[6][1]+dp[6][0]

        //如果是i<=j呢。比如dp[7][9]
        // dp[7][9] == dp[6][9] + dp[6][8] + ....7.6,5,4,3
        // 到不了0

        for (int i = 2; i <= n ; i++) {
            for (int j = 1; j <= k ; j++) {
                for(int h = j; h >= Math.max(0,j-i+1);h--){
                    dp[i][j] += dp[i-1][h];
                }
            }

        }

        return dp[n][k];
    }

    public static int dp(int n,int k){
        if(n <= 0 || k < 0){
            return 0;
        }
        // 1~n,0~k
        // n作为行,k作为列
        int[][] dp = new int[n+1][k+1];
        // 第一行,n=0,n>0舍弃
        // 第一行,只有第一个位置是1,代表只有一个数字,搞出0个逆序对,其他全是0
        dp[1][0] = 1;
        // 第一列,dp[i][0] i > 0,表示有1~一个数字搞出0个逆序对,只有一种方法
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            dp[i][0] = 1;
        }

        for (int i = 2; i <= n ; i++) {
            for (int j = 1; j <= k ; j++) {
//                if(i > j){
//                    dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1];
//                }
//                if(j >= i){
//                    dp[i][j] = dp[i][j-1]+dp[i-1][j]-dp[i-1][j-i];
//                }
                
                // 画图,看依赖关系
                dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1] - (j >= i ? dp[i-1][j-i] : 0);

            }

        }

        return dp[n][k];
    }

    public static void main(String[] args) {
        int n = 11;
        int k = 5;
        System.out.println(reverseNum(n,k));
        System.out.println(dp(n,k));
    }
}

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