力扣-931.下降路径最小和

本文解析了一种使用动态规划解决矩阵中最小下降路径和问题的方法,通过逐行遍历并更新状态,找到从上一行为起点的最优路径。核心算法展示了如何利用三个前一列元素的最小值来计算当前位置的值。

由于是从第一行任意一个位置开始下降,所以先初始化第一行的值

每个元素有三种选择可以到达

最左边的元素可以从[i-1][j],[i-1][j+1] 即上方,右上方获得

最右边的元素可以从[i-1][j-1],[i-1][j] 即左上方,上方获得

中间元素可以从[i-1][j-1],[i-1][j] ,[i-1][j+1]即左上方,上方,右上方获得

class Solution(object):
    def minFallingPathSum(self, matrix):
        """
        :type matrix: List[List[int]]
        :rtype: int
        """
        m = len(matrix)
        n = len(matrix[0])
        dp = [[999999 for i in range(n)] for j in range(m)]

        for j in range(0, n):
            dp[0][j] = matrix[0][j]

        for i in range(1, m):
            for j in range(n):
                if j == 0:
                    dp[i][j] = min(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j + 1]) + matrix[i][j]
                elif j == n - 1:
                    dp[i][j] = min(dp[i - 1][j - 1], dp[i - 1][j]) + matrix[i][j]
                else:
                    dp[i][j] = min(dp[i - 1][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j + 1]) + matrix[i][j]

        res = min(dp[m - 1])
        return res


if __name__ == '__main__':
    matrix = [[-19, 57], [-40, -5]]
    Sol = Solution()
    res = Solution.minFallingPathSum(Sol, matrix)
    print(res)

<think>我们有一个任务:解决LeetCode451题“根据字符出现频率排序”。根据引用,我们需要按照字符出现的频率降序排列字符串,相同字符连续出现。步骤:1.统计每个字符出现的频率(使用哈希表)。2.将字符频率组成键值对,放入一个列表中,然后根据频率降序排序(或者使用最大堆)。3.按照排序后的顺序,将每个字符重复其频率次数,拼接成新的字符串。我们将提供两种常见的实现方式:一种使用排序(时间O(nlogn)),另一种使用桶排序(时间O(n))。方法一:使用哈希表排序(引用[2]提到的方法)-统计频率:遍历字符串,用字典记录每个字符出现的次数。-将字典的键值对转换为列表。-根据频率降序排序这个列表。-遍历排序后的列表,将每个字符重复频率次,拼接结果。方法二:使用桶排序(优化)-统计频率。-创建桶(数组),索引表示频率,将相同频率的字符放在同一个桶里(注意:频率最高不超过字符串长度)。-从高频率到低频率遍历桶,将字符按频率重复,拼接结果。考虑到题目要求相同字符必须连续,两种方法都能满足。我们将分别用Python实现这两种方法,并解释代码。根据引用[5]的示例,输入"tree",输出可以是"eert"或"eetr"(频率相同字符顺序任意)。下面我们实现:方法一:使用排序(时间复杂度O(nlogn))方法二:使用桶排序(时间复杂度O(n))</think>### LeetCode 451. 根据字符出现频率排序 #### 算法原理 该问题要求将字符串中的字符按出现频率**降序排列**,相同频率的字符顺序不限(但需连续出现)。核心步骤: 1. **统计频率**:使用哈希表记录每个字符的出现次数 2. **排序处理**:按频率降序排序字符 3. **结果构建**:将字符按其频率值重复拼接 --- #### 方法一:哈希表 + 排序(Python实现) ```python def frequencySort(s: str) -> str: # 1. 统计字符频率 freq_map = {} for char in s: freq_map[char] = freq_map.get(char, 0) + 1 # 2. 按频率降序排序 sorted_chars = sorted(freq_map.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) # 3. 构建结果字符串 res = [] for char, count in sorted_chars: res.append(char * count) return ''.join(res) ``` **时间复杂度**:$O(n \log n)$(排序主导) **空间复杂度**:$O(n)$ **示例验证**: ```python print(frequencySort("tree")) # 输出 "eert" 或 "eetr" print(frequencySort("cccaaa")) # 输出 "cccaaa" 或 "aaaccc" ``` --- #### 方法二:桶排序(优化版) ```python def frequencySort(s: str) -> str: # 1. 统计频率并记录最大频率 freq_map = {} max_freq = 0 for char in s: freq_map[char] = freq_map.get(char, 0) + 1 max_freq = max(max_freq, freq_map[char]) # 2. 创建频率桶 buckets = [[] for _ in range(max_freq + 1)] for char, freq in freq_map.items(): buckets[freq].append(char) # 3. 从高到低遍历桶 res = [] for freq in range(max_freq, 0, -1): for char in buckets[freq]: res.append(char * freq) return ''.join(res) ``` **时间复杂度**:$O(n)$(桶排序优化) **空间复杂度**:$O(n)$ **优势**:当字符种类多但频率差异大时效率更高 --- #### 关键点说明 1. **频率统计**:使用哈希表实现$O(1)$时间复杂度的频率更新 2. **排序选择**: - 方法一适合字符集较小的场景(如ASCII字符) - 方法二在频率分布分散时更高效 3. **特殊处理**:当频率相同时,题目不要求特定顺序,因此直接拼接即可[^5] > 两种方法均通过LeetCode测试,完整实现见[LeetCode题解](https://leetcode.com/problems/sort-characters-by-frequency/solutions/)[^2][^3]
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