力扣64. 最小路径和

动态规划解决矩阵最短路径问题
这篇博客讨论了如何使用动态规划算法解决矩阵中找到从左上角到右下角最短路径的问题。作者首先定义了两种状态,并通过递归的方式计算每个位置的路径和。代码示例展示了如何更新第一行、第一列以及剩余部分的路径和,最后返回目标位置的最小路径和。

题目:

 

这到题目呢,我们可以采用动态规划做。

从题目要求出发,我们只能够向下或者是向右,因此想要到达一些点有一个或者多个路径。因此我们可以把状态分解为2个子问题。

状态1.只有一条路走的地方(也就是第一行和第一列)

状态2.有多条路可以走的地方(剩余部分)

然后我们可以通过递归的方式来计算路径的和

第一行

for (int i = 1; i < width; i++)//从第一行第二个数开始进行加
		obj[0][i] += obj[0][i - 1];

第一列

for (int i = 1; i < length; i++)//从第一列的第二个数开始加
		obj[i][0] += obj[i-1][0];

剩余部分

for (int i = 1; i < length; i++)
		for (int j = 1; j < width; j++)
			obj[i][j] += min(obj[i - 1][j], obj[i][j - 1]);

 整体代码

class Solution {
public:
int minPathSum(vector<vector<int> >& obj) {
    if (obj.size() == 0) return 0;
	int length = obj.size();//数组的长
    int width = obj[0].size();//数组的宽
	for (int i = 1; i < width; i++)
		obj[0][i] += obj[0][i - 1];
	for (int i = 1; i < length; i++)
		obj[i][0] += obj[i-1][0];
	for (int i = 1; i < length; i++)
		for (int j = 1; j < width; j++)
			obj[i][j] += min(obj[i - 1][j], obj[i][j - 1]);
	return obj[length - 1][width - 1];
 }
};

景sl

### 解决方案概述 对于LeetCode 1584题——连接所有点的最小费用,目标是在给定平面上的一组点之间建立边,使得这些点全部连通,并且总成本最低。此问题可以通过构建最小生成树(Minimum Spanning Tree, MST)[^2]来解决。 #### Prim's Algorithm 实现方法 Prim’s算法是一种用于求解无向图中最小生成树的有效贪心算法。该算法通过逐步扩展已有的部分生成树直到覆盖所有的顶点为止,在每一步都选择当前未加入的部分中最短的边。 ```python import heapq def minCostConnectPoints(points): n = len(points) # 计算曼哈顿距离作为权重函数 def manhattan(p1, p2): return abs(p1[0]-p2[0]) + abs(p1[1]-p2[1]) visited = set() heap = [(0, 0)] # (cost, point_index) result = 0 while len(visited) < n: cost, i = heapq.heappop(heap) if i in visited: continue visited.add(i) result += cost for j in range(n): if j not in visited and j != i: heapq.heappush(heap, (manhattan(points[i], points[j]), j)) return result ``` 上述代码实现了基于优先队列优化版本的Prim’s算法。首先定义了一个辅助函数`manhattan()`用来计算两点之间的曼哈顿距离;接着初始化一个小根堆存储候选节点及其对应的代价;最后进入循环直至访问过所有节点并累加路径长度得到最终的结果。 #### Kruskal's Algorithm 实现方式 Kruskal’s算法也是一种常用的MST算法,它按照从小到大的顺序处理各条边,只当一条边不会形成环路时才将其添加至正在形成的森林里。为了高效实现这一点,可以采用Union-Find数据结构来进行动态集合操作。 ```python class UnionFind(object): def __init__(self, size): self.parent = list(range(size)) def find(self, x): if self.parent[x] != x: self.parent[x] = self.find(self.parent[x]) return self.parent[x] def union(self, u, v): rootU = self.find(u) rootV = self.find(v) if rootU == rootV: return False else: self.parent[rootU] = rootV return True def minCostConnectPoints_kruskal(points): edges = [] n = len(points) for i in range(n): for j in range(i+1, n): distance = abs(points[i][0] - points[j][0]) + \ abs(points[i][1] - points[j][1]) edges.append((distance, i, j)) uf = UnionFind(n) edges.sort() res = 0 count = 0 for dist, u, v in edges: if uf.union(u, v): res += dist count += 1 if count >= n-1: break return res ``` 这段Python程序展示了如何利用Kruskal的方法解决问题。创建了名为`edges`列表保存所有可能存在的边以及它们各自的权值(即两个端点间的曼哈特尼距离),之后对其进行升序排列。随后遍历排序后的边集尝试将符合条件的新边纳入结果集中去,同时维护一个计数器确保恰好选择了\(n−1\)条独立边构成一棵完整的树形结构。
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