LeetCode《程序员面试金典》面试题 08.01. 三步问题

这篇博客详细介绍了LeetCode中的面试题——三步问题,包括制表法自上而下递归、动态规划自下而上递推以及矩阵快速幂的解题思路和优化。特别强调了动态规划和矩阵快速幂在时间、空间复杂度上的优势,并给出了矩阵快速幂需要注意的数据类型和乘法操作方向。

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题目

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题目中给了两个提示:一是取模,二是 n 的范围。特别注意下面解法中要取模!!

解题

以下题目解题方法相同,区别点是根据题干,动态转移方程会有差异。

题目 解题
面试题 08.01. 三步问题 三步问题题解
剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列 斐波那契数列题解
70. 爬楼梯 爬楼梯
剑指Offer 10- II 青蛙跳台阶问题 青蛙跳台阶问题

解题一:制表法自上而下递归(不推荐)

力扣上只用了 32 个测试用例,但其实 n的范围在 [1, 1000000] 之间,如果取最大值 1000000,递归的层数太多,会报 超出递归栈容量 的错误 ❌ 。
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前一个算法,对同一数值,countWays 会调用多次,而这显然是无用功。我们可以利用制表法加以修正。具体做法是,如果计算过 n n n 的值,再次遇到 n n n 就返回缓存值。每次计算一个新值,就把它添加到缓存中。

// javascript
var waysToStep = function(n) {
   
    let record = new Map(); // 制表
    return findWaysToStep(n, record);
};

var findWaysToStep = function(n, record) {
   
    if (n < 0) return 0;
    if (n === 0) return 1;
    if (record.has(n) === false) {
   
        let ways = findWaysToStep(n-3, record) + findWaysToStep(n-2, record) + findWaysToStep(n-1, record); // ⚠️
        ways %= (1e9 + 7); // 非常重要
        record.set(n, ways);
    }
    return record.get(n);
};

通常我们使用哈希表来缓存结果。但在这个问题中,键的值刚好是从 1 到 n。因此,这里用整数数组更为贴切(哈希表的底层是数组或者链表,通过哈希函数把 key 映射成数组的 index,本题的 key 正好是纯数字,天然地可以不用哈希函数来构建映射,而直接拿数组作散列表)。

注意数组大小是 n + 1 n+1 n+1

// javascript
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