由算法优化引发的思考---路漫漫而修远

本文以LeetCode32最长有效括号问题为引,探讨了从暴力破解到动态规划的算法优化过程。通过斐波那契数列求解的案例,展示了如何从递归到动态规划,再到空间优化的逐步提升,体现了算法优化的无限可能。

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LeetCode 32 最长有效括号,这道题我很早就使用暴力破解的解法做过,但是超出时间限制。由于对动态规划算法有了进一步的认识,所以又重新以动态规划的思路来求解。但当我看到官方题解中其他的解法后,感觉自己的智商受到了碾压,官方题解的解法三和解法四(大家有兴趣可以去看一下)都给了我耳目一新的感觉。

一叶而可知秋,对于任何算法或者其他具体问题,都可以通过不断的改进而找到更好的解决方案。这道题让我想到了斐波那契数列的求解的不断优化,我最初的解法是直接使用递归求解,代码如下:

public int Fibonacci(int n) {
        if(n == 0) {
            return 0;
        }
        if(n == 1) {
            return 1;
        }
        return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
    }

但是直接使用递归求解,会重复计算一些子问题,例如,f(4)会计算f(3)和f(2),而f(3)会计算f(2)和f(1),这样f(2)就被重复计算了一次

因此,可以使用动态规划将原问题的多个子问题的解存起来,这样就避免了重复计算,代码如下:

public int Fibonacci2(int n) {
        if(n <= 1) {
            return n;
        }
        int[] dp = new int[n + 1];
        dp[0] = 1;
        for(int i = 2; i <= n; i++) {
            dp[n] = dp[n - 1] + dp[n - 2];
        }
        return dp[n];
    }

动态规划的时间复杂度很好,但是空间复杂度还是 O(n),因此可以对空间复杂度进行优化,代码如下:

public int Fibonacci3(int n) {
        if(n <= 1) {
            return n;
        }
        int first = 0;
        int second = 1;
        int result = 0;
        for(int i = 2; i <= n; i++) {
            result += first + second;
            first = second;
            second = result;
        }
        return result;
    }

从这些算法题的不断优化的过程中,我体会到了什么叫没有最好,只有更好。希望自己以后可以像那些大牛一样,对任何问题都能做出最优的解答。路漫漫而修远啊!

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