leetcode70. Climbing Stairs_python代码版

本文解析了经典的爬楼梯问题,介绍了两种解决方法:递归和动态规划。递归方法虽然直观但效率低下,动态规划则通过记录前两步的状态,高效地计算出到达终点的方法数量。

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原题

假设爬n个台阶有f(n)种方法,那么爬过第一个步之后就有两种可能:

  1. 第一次爬一个台阶,那么后面的会有f(n-1)种方法
  2. 第一次爬两个台阶,后面就会有f(n-2)种方法
    这样的话,f(n) = f(n-1)+f(n-2)

方法一:递归,开销较大,不适用

class Solution:
    def climbStairs(self, n: int) -> int:
        if n == 1:
            return 1
        elif n==2:
            return 2
        else:
            return self.climbStairs(n-1) + self.climbStairs(n-2)

方法二:动态规划
每次向后移动时,记录之前所走的两步时到底有多少种方法,进而退出当前所属的位置到达终点有多少种方法,不断向后推,直至终点

class Solution:
    def climbStairs(self, n: int) -> int:
        if n == 1:
            return 1
        if n==2:
            return 2
        before_one_step = 2
        before_two_step = 1
        current_step = 0
        for i in range(3, n+1):
            current_step = before_one_step + before_two_step
            before_two_step = before_one_step
            before_one_step = current_step
        return current_step

这里还有一版贼短的代码:

def climbStairs(self, n):
    a = b = 1
    for _ in range(n):
        a, b = b, a + b
    return a
### LeetCode70Python 解法 LeetCode70题名为 **Climbing Stairs**,其核心问题是计算到达楼梯顶部的不同方法数。假设每次可以爬 `1` 或 `2` 阶台阶,则可以通过动态规划或者递归来解决此问题。 以下是基于动态规划的解决方案: #### 动态规划解法 通过定义状态转移方程实现: - 设 `dp[i]` 表示到达第 `i` 阶的方法总数。 - 则有状态转移关系: \[ dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2] \] 初始条件为: - \( dp[0] = 1 \) (表示停留在地面也算一种方式) - \( dp[1] = 1 \) 最终返回值为 `dp[n]`。 下面是完整的代码实现: ```python class Solution: def climbStairs(self, n: int) -> int: if n == 0 or n == 1: return 1 dp = [0] * (n + 1) dp[0], dp[1] = 1, 1 for i in range(2, n + 1): dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2] return dp[n] ``` 上述代码的时间复杂度为 \(O(n)\),空间复杂度也为 \(O(n)\)[^4]。 #### 空间优化版本 由于每一步的状态仅依赖于前两步的结果,因此可以用两个变量代替整个数组存储中间结果,从而进一步降低空间复杂度至 \(O(1)\): ```python class Solution: def climbStairs(self, n: int) -> int: if n == 0 or n == 1: return 1 prev1, prev2 = 1, 1 # 初始化前两步的结果 for _ in range(2, n + 1): current = prev1 + prev2 prev1, prev2 = prev2, current return prev2 ``` 这种方法不仅保持了时间效率,还显著减少了内存占用[^5]。 --- ### 总结 以上两种方法均能有效解决问题,推荐使用第二种优化后的方案以节省资源消耗。对于更复杂的变体题目(如允许更多种跳跃步数),可扩展当前逻辑并调整状态转移方程。
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