力扣、每日一练:爬楼梯

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了力扣、每日一练:爬楼梯。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、题目

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?

示例 1:

输入:n = 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:n = 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

提示:

1 <= n <= 45

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/climbing-stairs

二、解题思路:

我们可以使用动态规划来解决这个问题。假设dp[i]表示到达第i阶楼梯的不同方法总数,那么根据题目要求,如果i-1阶楼梯已经有dp[i-1]种方法到达,那么爬1个台阶就可以到达第i阶;如果i-2阶楼梯已经有dp[i-2]种方法到达,那么爬2个台阶就可以到达第i阶。所以,到达第i阶楼梯的总方法数为dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]。

三、考察的知识点:

动态规划
对该知识点进行详细解释: 动态规划是一种将问题拆分成多个子问题,并保存子问题的解,最终通过组合子问题的解得到原问题的解的算法思想。在本题中,我们利用动态规划来求解到达楼顶的方法数。通过定义状态dp[i]表示到达第i阶楼梯的不同方法总数,我们可以发现,到达第i阶楼梯的方法数与到达第(i-1)阶和第(i-2)阶楼梯的方法数相关。因此,我们可以通过计算前面的子问题的解得到当前问题的解,最终得到整个问题的解。

  1. 动态规划是一种解决多阶段决策问题的优化方法。它将一个问题分解成若干个子问题,并通过保存子问题的解来避免重复计算,从而提高算法的效率。

  2. 通俗解释: 动态规划可以被看作是一种"记忆化搜索+递推"的思想。我们在解决一个大问题时,将其拆分成许多小问题,并记录下每个小问题的解,最终通过组合这些小问题的解得到原问题的解。

  3. 应用场景: 动态规划常用于求解具有最优子结构性质的问题。例如,最短路径问题、背包问题、序列匹配等。当一个问题的解可以通过其子问题的解进行组合得到,并且子问题之间具有重叠的情况时,就可以考虑使用动态规划来解决。

  4. 代码示例: 假设我们要求解斐波那契数列的第n项。

def fibonacci(n):
    if n <= 2:
        return 1
    dp = [0] * (n+1)
    dp[1] = dp[2] = 1
    for i in range(3, n+1):
        dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
    return dp[n]
  1. 注意事项:

确定状态和状态转移方程:在使用动态规划求解问题时,需要明确定义问题的状态,并找到状态之间的转移关系。这是问题的核心部分,需要仔细思考和分析。

保存子问题的解:动态规划的优势在于可以避免重复计算。在求解过程中,需要将每个子问题的解保存下来,以便后续直接使用,而不是重新计算。

边界条件处理:在动态规划中,通常需要对边界条件进行特殊处理。边界条件是指最简单、基础的情况,它们不满足状态转移方程,但又是问题求解所必需的。

空间优化:有些情况下,可以通过优化空间复杂度来减少内存的使用。例如,在斐波那契数列问题中,我们只需要记录前两个数来计算下一个数,无需保存全部的状态。

动态规划是一种高效解决多阶段决策问题的算法思想。它通过将问题拆分为子问题,并保存子问题的解,避免了重复计算,提高了算法的效率。在应用动态规划时,需要注意确定问题的状态和状态转移方程,保存子问题的解,处理边界条件,以及可能的空间优化。

四、使用Python语言巧妙实现:

def climbStairs(n):
    if n <= 2:
        return n
    dp = [0] * (n+1)
    dp[1] = 1
    dp[2] = 2
    for i in range(3, n+1):
        dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
    return dp[n]

五、总结一下收获:

通过解决这个题目,我们学习了动态规划的基本思想和应用。动态规划是一种高效解决问题的算法思想,通过将问题拆分成多个子问题,并保存子问题的解,可以避免重复计算,提高算法的效率。在解决具体问题时,我们需要定义好状态和状态转移方程,然后利用迭代计算的方式求解问题的解。同时,还需要注意边界条件的处理,保证算法的正确性。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-515977.html

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