动态规划之一:爬楼梯问题(共四题)

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动态规划之一:爬楼梯问题(共四题)

2023-08-24 09:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

题目一: 有一个楼梯,总共有n个台阶。每一次,可以上一个台阶,也可以上两个台阶。问: 爬上这样一个楼梯,一共有多少种不同的方法? 分析: 当n = 1时 f(1) = 1(0到1) 当n = 2时 f(2) = 2(0到1到2,0到2) 当n = 50 时 f(50) = f(48) + f(49) 因为 走到50,只有下面2种可能。 1、从48到50 2、从49到50. 所以得到状态转移方程:f(n) = f(n-1) + f(n-2) 为了使n = 0 时 也满足状态转移, 我们设置 f(0) = 1 (以python代码为例) 在这里插入图片描述 时间复杂度O(n), 空间复杂度O(n)。 空间复杂度可以优化成O(1),如下: 在这里插入图片描述

题目二: 有一个楼梯,总共有n个台阶。每一次,可以上一个台阶,也可以上三个台阶。问: 爬上这样一个楼梯,一共有多少种不同的方法? 分析: 当n = 1时 f(1) = 1(0到1) 当n = 2时 f(2) = 1(0到2) 当n = 3时 f(3) = 2(0到1到2到3, 0到3) 当n = 4时 f(4) = 3(0到1到2到3到4, 0到1到4, 0到3到4) 当n = 50 时 f(50) = f(47) + f(49) 因为 走到50,只有下面2种可能。 1、从47到50 2、从49到50. 所以得到状态转移方程:f(n) = f(n-1) + f(n-3) 为了使n = 0 时 也满足状态转移, 我们设置 f(0) = 1 (以python代码为例) 在这里插入图片描述 时间复杂度O(n), 空间复杂度O(n)。 空间复杂度可以优化成O(1),如下: 在这里插入图片描述 题目三: 有一个楼梯,总共有n个台阶。每一次,可以上一个台阶,可以上二个台阶, 也可以上三个台阶。问:爬上这样一个楼梯,一共有多少种不同的方法? 分析: 当n = 0时 f(0) = 1 当n = 1时 f(1) = 1 当n = 2时 f(2) = 2 当n = 3时 f(3) = 4 当n = 50 时 f(50) = f(47) + f(48) + f(49) 因为 走到50,只有下面3种可能。 1、从47到50 2、从48到50 3、从49到50. 所以得到状态转移方程:f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3) 在这里插入图片描述 时间复杂度O(n), 空间复杂度O(n)。 空间复杂度可以优化成O(1),如下: 在这里插入图片描述 题目四: 有一个楼梯,总共有n个台阶。每次可以走任意台阶。 问:爬上这样一个楼梯,一共有多少种不同的方法? 分析: 当n = 1 时 f(1) = 1 状态转移方程: f(n) = f(n-1) + f(n-2) + … + f(3) + f(2) + f(1) -------(a) f(n-1) = f(n-2) + … + f(3) + f(2) + f(1) ---------------(b) a-b得: f(n) - f(n-1) = f(n-1) 得到 状态转移方程:f(n) = 2 * f(n-1) 在这里插入图片描述 时间复杂度O(n), 空间复杂度O(n)。

继续推导:f(n) = 2 * f(n-1) = 2 * 2 * f(n-2) = 2 * 2 * 2 * f(n-3) = 2^(n-1) * f(1) = 2^(n-1) 在这里插入图片描述 时间复杂度O(1), 空间复杂度O(1)。



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