爬楼梯(初识动态规划)

本文介绍了动态规划在解决爬楼梯问题中的应用,通过70.爬楼梯和746.花费最小花费爬楼梯两道题目,详细讲解了如何通过找规律和递推关系求解问题。解题关键在于理解状态转移方程,例如plt[i]=plt[i-1]+plt[i-2]。文章强调了锻炼递推思维和画图推演的重要性。

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写在前面:
动态规划的应用十分广泛,这是博主第一次接触动态规划的内容,学起来也是比较吃力的,题解的代码精简,但解题的思维很深,就先拿入门的两道题来了解它吧

70.爬楼梯

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?

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

解题思路:
我是先举例,然后找规律的

int [] plt=new int[n+1];

我们先声明一个数组,长度为n+1,数组下标表示台阶数,这样数组元素就可以和台阶数形成一一对应,

举例:

       if(n==0) return 0;
       if(n==1) return 1;
       if(n==2) return 2;
       plt[1]=1;//台阶数为1的时候,只有一种方法
       plt[2]=2;//台阶数为2的时候,就有俩种,走俩次一个台阶,或者直接走俩个台阶

题目给的范围是从1开始的,下标为0的位置我就没使用了

重点:

for(int i=3;i<=n;i++){
            plt[i]=plt[i-1]+plt[i-2];
        }

这里可以计算一下,plt[3]=3,爬上第三个台阶,可以从第一个台阶爬两步上去,也可以从第二个台阶,走一步上去
从这里我们可以得出结论,plt[i]=plt[i-1]+plt[i-2];

到这里这一题就解决了。

完整代码:

 public int climbStairs(int n) {
       if(n==0) return 0;
       if(n==1) return 1;
       if(n==2) return 2;
       int [] pl=new int [n+1];
       pl[1]=1;
       pl[2]=2;
       for(int i=3;i<=n;i++){
       pl[i]=pl[i-1]+pl[i-2];
       }
       return pl[n];
        }

746.花费最小花费爬楼梯

给你一个整数数组 cost ,其中 cost[i] 是从楼梯第 i 个台阶向上爬需要支付的费用。一旦你支付此费用,即可选择向上爬一个或者两个台阶。你可以选择从下标为 0 或下标为 1 的台阶开始爬楼梯。请你计算并返回达到楼梯顶部的最低花费。

示例1
输入:cost = [10,15,20]
输出:15
解释:你将从下标为 1 的台阶开始。 支付 15 ,向上爬两个台阶,到达楼梯顶部。总花费为 15 。

输入:cost = [1,100,1,1,1,100,1,1,100,1]
输出:6
解释:你将从下标为 0 的台阶开始。
支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 2 的台阶。
支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 4 的台阶。
支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 6 的台阶。
支付 1 ,向上爬一个台阶,到达下标为 7 的台阶。
支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 9 的台阶。
支付 1 ,向上爬一个台阶,到达楼梯顶部。
总花费为 6 。

解题思路:
读懂题目意思花了不少时间,下面提取要点

  • 第i级台阶是第i-1级台阶的阶梯顶部。

  • 踏上第i级台阶花费cost[i],而直接走两步跨过第i个台阶而不踏上去则不用花费。

下面引用一下题解区大佬画的图:
在这里插入图片描述

我们要到第i级台阶的顶部,这时就有俩个选择了:

  • 1,从第i个台阶走一步上去
  • 2,从第i-1个台阶走两步上去

1:先付出最小总花费代价mincost[i-1]到达第i级台阶(即第i-1级台阶的顶部),这时候我们就站在了第i级台阶上,我们需要做的是再迈一步到达第i级台阶的顶部,花费为cost[i],这种方法的最小总花费为mincost[i-1]+cost[i]

2:我们先付出最小总花费代价mincost[i-2]到达第i-1级台阶(即第i-2级台阶的顶部),这时候我们站在第i-1级台阶上,我们需要的是在迈出两步到达第i级台阶的顶部,花费为cost[i-1],这种方法的总花费为mincost[i-2]+cost[i-1]

我们要的最小花费代价mincost[i]就取这俩种方法中小的那个

mincost[i] = min(mincost[i-1] + cost[i], mincost[i-2] + cost[i-1])

看懂题意,然后我们设置初始值

台阶的数组从0开始计数。可以用-1代表地面,并设cost[-1] = 0。

最小总花费的初始值为:

第0级台阶: mincost[0] = min(cost[-1], cost[0]) = min(0, cost[0]) = 0,

第1级台阶: mincost[1] = min(cost[0], cost[1])。

完整代码如下:

 public int minCostClimbingStairs(int[] cost) {
    int size=cost.length;
    int [] mincost=new int[size];
    mincost[0]=0;
    mincost[1]=Math.min(cost[0],cost[1]);
    for(int i=2;i<size;i++){
        mincost[i]=Math.min(mincost[i-2]+cost[i-1],mincost[i-1]+cost[i]);
    }
    return mincost[size-1];
    }

初识动态规划,这次学习的感悟是要不断锻炼递推和找规律的思维,多画图,多推演,继续加油!

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在这里插入图片描述

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