最小路径和(动态规划)

题目:
给定一个包含非负整数的 m x n 网格 grid ,请找出一条从左上角到右下角的路径,使得路径上的数字总和为最小。

说明:每次只能向下或者向右移动一步。

示例 1:
在这里插入图片描述

输入:grid = [[1,3,1],[1,5,1],[4,2,1]]
输出:7
解释:因为路径 1→3→1→1→1 的总和最小。
示例 2:

输入:grid = [[1,2,3],[4,5,6]]
输出:12

提示:

m == grid.length
n == grid[i].length
1 <= m, n <= 200
0 <= grid[i][j] <= 100

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/minimum-path-sum

1、确定状态:
根据最后一步,在网格中要么是grid[rows-1][cols]往下走,要么就是grid[rows][cols-1]往右走,只能是这两种情况,因为题目要求只能是往下和往右走。
2、状态方程,根据以上分析可以得出最小路径和的状态方程为:
mixv[i][j] = min(mixv[i-1][j]+grid[i][j],mixv[i][j-1]+grid[i][j])
3、边界条件应该考虑当j=0,即列为第0列时,只能向下走,即
minv[i][0] = (minv[i-1][0]+grid[i][0]);
同理,行i=0时有:
minv[0][j] = (minv[0][j-1]+grid[0][j]);
初始条件就是只有一格时,minv[0][0] = grid[0][0]
4、计算顺序:由于计算minv[i][j]时会用到miv[i-1][j]和miv[i][j-1],即要用到上边和左边的代价数组,所以我们从左往右,从上往下计算即可。
C语言代码如下:

int minPathSum(int** grid, int gridSize, int* gridColSize){
    int col = gridColSize[0];
    int minv[gridSize][col];
    minv[0][0] = grid[0][0];
    for(int i=1; i<gridSize; i++)
        minv[i][0] = (minv[i-1][0]+grid[i][0]);
    for(int j=1; j<col; j++)
        minv[0][j] = (minv[0][j-1]+grid[0][j]);
    for(int i=1; i<gridSize; i++)
    {
        for(int j=1; j<col; j++)
        {
            minv[i][j] = fmin(minv[i-1][j],minv[i][j-1])+grid[i][j];
        }
    }
    return minv[gridSize-1][col-1];
}

提交结果如下:
在这里插入图片描述

### 使用动态规划计算三角形最小路径 #### 算法思路 对于给定的三角形数组,可以通过自底向上或自顶向下的方式应用动态规划来找到最小路径。这里采用自底向上的方法,因为这种方法不需要额外的空间用于存储整个二维表。 在处理过程中,`dp[i][j]` 表示从位置 `(i,j)` 到达底部所需的最小路径。最终的结果保存于 `dp[0][0]` 中[^4]。 为了节省空间复杂度,可以在原地修改输入数据结构中的数值作为临时记录使用的 DP table。具体来说,在遍历每一层节点时更新其上方两层对应位置处的数据;当完成最后一轮迭代之后即可得到所求答案。 #### Python 实现代码 下面是具体的 Python 实现: ```python def minimumTotal(triangle): n = len(triangle) # 如果只有一个元素,则直接返回该元素值 if n == 1: return triangle[0][0] # 自底向上填充DP Table for i in range(n - 2, -1, -1): for j in range(len(triangle[i])): triangle[i][j] += min(triangle[i + 1][j], triangle[i + 1][j + 1]) # 返回顶部元素即为最短路径 return triangle[0][0] ``` 此函数接收一个列表形式表示的三角形并返回其中一条由顶端到底端经过各层不同结点构成的路径长度之最小者。通过上述过程实现了对题目要求的有效解答[^5]。 针对给出的例子: ```plaintext 2 3 4 6 5 7 4 1 8 3 ``` 按照以上逻辑执行后会得出最优解路径为:2 -> 3 -> 5 -> 1 ,对应的最小路径为 11。
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