30分钟入门动态规划

共 3779字,需浏览 8分钟

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2021-09-21 05:00

题目描述

给定一个包含非负整数的 m x n 网格 grid ,请找出一条从左上角到右下角的路径,使得路径上的数字总和为最小。

说明:每次只能向下或者向右移动一步。

示例 1:

输入:grid = [[1,3,1],[1,5,1],[4,2,1]]
输出:7
解释:因为路径 1→3→1→1→1 的总和最小。

示例 2:

输入:grid = [[1,2,3],[4,5,6]]
输出:12

提示:

  • m == grid.length
  • n == grid[i].length
  • 1 <= m, n <= 200
  • 0 <= gridi <= 100

题解

此题是典型的动态规划题目,可以作为入门题,不过要比爬楼梯还要稍微复杂点。

先来了解下概念,所谓动态规划,本质上也是递归,找重复,不过与递归的区别是要把问题分解为最优子问题,所谓最优子问题,是指这个子问题大部分情况下可以代表最佳解题思路。如果你知道分治解法,动态规划与分治法的区别就是,分治是为了分而分,不在乎是否最优,有可能每个子问题之间有重复计算;而动态规划就是找到最优解,一击致命地找到最佳解题方案,把一个复杂问题分解为若干子问题,每个子问题是相互独立的,最后把这些子问题的值合并,得到最终解。

就这个问题来说,要从左上角走到右下角,要找一条路径上的数值和为最小的路。再直白点说,就是从grid[0][0] 走到`grid[m][n]的最小值(m,n表示行列数)。如果用i,j表示行列的指针,那如果可以求得走到grid[i][j]的最小值,就是题解的关键了,那我们就用dp[i][j]来表示走到当前点的最小路径。

那对于grid[i][j]来说,走到当前位置,要么从其上方,要么从其左方,要取这两种路径的最小值,最后再加上此点本身。那么 dp  方程(状态转移方程)就是这样了:

dp[i][j] = Math.min(dp[i-1][j],dp[i][j-1]) + grid[i][j]

上面的考虑还是有漏洞,要考虑i=0或者j=0的情况,也就是当前点在左侧边上或者第一行,这种情况,上面的公式不成立,需要单独列出来:

//在左侧边上即第1列
dp[i][0] = dp[i-1][0]+ grid[i][0];
//在第1行
dp[0][j] = dp[0][j-1]+ grid[0][j-1]

完整代码就是这样:

/**
 * @param {number[][]} grid
 * @return {number}
 */
var minPathSum = function(grid) {
     if (grid == null || grid.length == 0 || grid[0].length == 0) {
            return 0;
        }
        var r = grid.length, c = grid[0].length;
        var dp = Array.from(new Array(r),() => new Array(c));
        dp[0][0] = grid[0][0];
        for (var i = 0; i < r; i++) {
            for (var j = 0; j < c; j++) {
                // 在第一行
                if(i===0&&j!==0)
                dp[i][j] = dp[i][j - 1] + grid[i][j];
                // 在第一列
                else if(i!== 0&& j===0)
                dp[i][j] = dp[i-1][j] + grid[i][j];
                else if(i!==0&&j!==0)
                dp[i][j] = Math.min(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]) + grid[i][j];
            }
        }
      return dp[r - 1][c - 1];
};

动态规划题目的套路就是要找到你的状态态转移方程:dp,这个方程是动态规划的灵魂;还有一个要点是这个方程一定要有一个临界值,而且这个值是可以直接出结果的,有了方程和一个常量临界值,就可以依靠计算机的强大计算能力,递推计算出所有情况的值,最后合并为结果。

复杂度分析

时间复杂度:O(mn)

空间复杂度:O(mn),这个要解释下,因为创建了一个二维数组,所以复杂度是O(mn)

题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/minimum-path-sum


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