剑指 Offer 10- II. 青蛙跳台阶问题

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剑指 Offer 10- II. 青蛙跳台阶问题

Leetcode : leetcode-cn.com/problems/qi…

GitHub : gitee.com/nateshao/le…

题目描述: 一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级台阶。求该青蛙跳上一个 n 级的台阶总共有多少种跳法。

答案需要取模 1e9+7(1000000007),如计算初始结果为:1000000008,请返回 1。

示例 1:

输入:n = 2
输出:2

示例 2:

输入:n = 7
输出:21

示例 3:

输入:n = 0
输出:1

提示:0 <= n <= 100

解题思路:

此类求 多少种可能性 的题目一般都有 递推性质 ,即 f(n)和 f(n-1)…f(1) 之间是有联系的。

  • 当为 1 级台阶: 剩 n-1 个台阶,此情况共有 f(n-1)种跳法;
  • 当为 2 级台阶: 剩 n-2 个台阶,此情况共有 f(n-2) 种跳法。

f(n) 为以上两种情况之和,即 f(n)=f(n-1)+f(n-2),以上递推性质为斐波那契数列。本题可转化为 求斐波那契数列第 n 项的值 ,与 面试题 斐波那契数列 等价,唯一的不同在于起始数字不同。

  • 青蛙跳台阶问题: f(0)=1 , f(1)=1 , f(2)=2;
  • 斐波那契数列问题: f(0)=0 , f(1)=1 , f(2)=1;

复杂度分析:

  • 时间复杂度 O(N): 计算 f(n) 需循环 n 次,每轮循环内计算操作使用 O(1) 。
  • 空间复杂度 O(1) : 几个标志变量使用常数大小的额外空间。

法一:递归

代码实现

package com.nateshao.sword_offer.topic_10_numWays;

/**
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/11/19 23:34
 * @微信公众号 程序员千羽
 * @个人网站 www.nateshao.cn
 * @博客 https://nateshao.gitee.io
 * @GitHub https://github.com/nateshao
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao
 * Description: 青蛙跳台阶问题
 */
public class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        int i = numWays(7);
        System.out.println("i = " + i);
        int i1 = JumpFloor(7);
        System.out.println("i1 = " + i1);
    }

    public static int numWays(int n) {
        int a = 1, b = 1, sum;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            sum = (a + b) % 1000000007;
            a = b;
            b = sum;
        }
        return a;
    }

    /**
     * 思路:斐波那契数列思想
     *
     * @param n
     * @return
     */
    public static int JumpFloor(int n) {
        if (n < 3) {
            return n;
        }
        int result = 0;
        int preOne = 2;
        int preTwo = 1;
        for (int i = 3; i <= n; i++) {
            result = preOne + preTwo;
            preTwo = preOne;
            preOne = result;
        }
        return result;
    }

}

法二:动态规划

    /**
     * 动态规划
     *
     * @param n
     * @return
     */
    public static int numWays(int n) {
        if (n == 0 || n == 1) return n;
        int[] dp = new int[n + 1];
        dp[1] = 1;
        dp[2] = 2;
        for (int i = 3; i < dp.length; i++) {
            dp[i] = (dp[i - 1] + dp[i - 2])%1000000007;
        }
        return dp[n];
    }

Go

package main

import "fmt"

func main() {
	ways := numWays(7)
	fmt.Println(ways)
}

func numWays(n int) int {
	if n == 0 || n == 1 {
		return 1
	}
	dp := make([]int, n+1)
	dp[1] = 1
	dp[2] = 2
	for i := 3; i <= n; i++ {
		dp[i] = (dp[i-1] + dp[i-2]) % 1000000007
	}
	return dp[n]
}

青蛙跳台阶(n 级)

题目描述:一只青蛙一次可以跳上 1 级台阶,也可以跳上 2 级……它也可以跳上 n 级。

求该青蛙跳上一个 n 级的台阶总共有多少种跳法。

思路:2^(n-1)

代码实现:

public int JumpFloor2(int target) {
	return (int) Math.pow(2,target-1);
}