手摸手提桶跑路——LeetCode.不同路径系列

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62. 不同路径 [middle]

题目描述

一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。 机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 “Finish” )。 问总共有多少条不同的路径?

示例 1:

输入:m = 3, n = 7
输出:28

示例 2:

输入:m = 3, n = 2
输出:3
解释:
从左上角开始,总共有 3 条路径可以到达右下角。
1. 向右 -> 向下 -> 向下
2. 向下 -> 向下 -> 向右
3. 向下 -> 向右 -> 向下

示例 3:

输入:m = 7, n = 3
输出:28

示例 4:

输入:m = 3, n = 3
输出:6

提示:

  • 1 <= m, n <= 100

  • 题目数据保证答案小于等于 2 * 109

解题思路

动态规划解法:

已知 m * n 的网格,机器人每次只能向右或者向下走一步,那么对于最后一行 m-1 来说,已经到底不能向下继续走,只能向右移动了,那么 grid[m-1][0]、grid[m-1][1] ... grid[m-1][n-1] 都只能向右走;同理,对于 grid[0][n-1]、grid[1][n-1] ... grid[m-1][n-1] 来说,只能向下走。

设:dp[i][j] 为第 i 行 第 j 列能走的路径数。

那么初始状态:

for (let i = 0; i < m; ++i) {
    dp[i][n - 1] = 1;
}
for (let i = 0; i < n; ++i) {
    dp[m - 1][i] = 1;
}

表示这些格子能走的路径数为1。

对于之外的每个格子来说,上一步可能是从上面走过来的,也可能是从左边走过来的。因此我们可以推出状态转移方程:

dp[i][j] = dp[i + 1][j] + dp[i][j + 1];

题解

/** 
* @param {number} m 
* @param {number} n 
* @return {number} 
*/
var uniquePaths = function(m, n) {
    const dp = new Array(m).fill(0).map(() => new Array(n).fill(0));
    for (let i = 0; i < m; ++i) {
        dp[i][n - 1] = 1;
    }
    for (let i = 0; i < n; ++i) {
        dp[m - 1][i] = 1;
    }
    for (let i = m - 2; i >= 0; --i) {
        for (let j = n - 2; j >= 0; --j) {
            dp[i][j] = dp[i + 1][j] + dp[i][j + 1];
        }
    }
    return dp[0][0];
};

我这边是以倒序的形式求解的,所以最后的结果是在 dp[0][0] 上。

63. 不同路径Ⅱ [middle]

题目描述

一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。 

 机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为 “Finish”)。 现在考虑网格中有障碍物。那么从左上角到右下角将会有多少条不同的路径? 

 网格中的障碍物和空位置分别用 10 来表示。

示例 1:

输入:obstacleGrid = [[0,0,0],[0,1,0],[0,0,0]]
输出:2
解释:3x3 网格的正中间有一个障碍物。
从左上角到右下角一共有 2 条不同的路径:
1. 向右 -> 向右 -> 向下 -> 向下
2. 向下 -> 向下 -> 向右 -> 向右

示例 2:

输入:obstacleGrid = [[0,1],[0,0]]
输出:1

提示:

  • m == obstacleGrid.length

  • n == obstacleGrid[i].length

  • 1 <= m, n <= 100

  • obstacleGrid[i][j]01

解题思路

这题同上一题的不同之处就是加入了障碍物的概念。

那么对于障碍物 grid[i][j] 来说,是不存在从上面或者左边能移动一步到此的,毕竟障碍物上不能通过。

所以这边我们初始化时就要对情况进行细分了:

那么对于最后一行 m-1 来说,已经到底不能向下继续走,只能向右移动了,那么如果当前网格是障碍物的话,指定是要初始化为 0 了,而对于正常的路来说,依然是 grid[m-1][0]、grid[m-1][1] ... grid[m-1][n-1] 都只能向右走。对于最后一列也是一个道理。

所以我们可以推出初始化逻辑:

 for (let i = m - 2; i >= 0; --i) {
    obstacleGrid[i][n - 1] = obstacleGrid[i][n - 1] === 1 ? 0 : obstacleGrid[i + 1][n - 1];
}
for (let i = n - 2; i >= 0; --i) {
    obstacleGrid[m - 1][i] = obstacleGrid[m - 1][i] === 1 ? 0 : obstacleGrid[m - 1][i + 1];
}

此外对于其他网格来说,依然是要分情况的,如果是障碍物,则需要特殊处理。

for (let i = m - 2; i >= 0; --i) {
    for (let j = n - 2; j >= 0; --j) {
        obstacleGrid[i][j] = obstacleGrid[i][j] === 1 ? 0 : obstacleGrid[i + 1][j] + obstacleGrid[i][j + 1];
    }
}

如果当前不是障碍物的话,就同上一题的情况一样,否则就只能置为0。

题解

/** 
* @param {number[][]} obstacleGrid 
* @return {number} 
*/
var uniquePathsWithObstacles = function(obstacleGrid) {
   const m = obstacleGrid.length, n = obstacleGrid[0].length;
    if (obstacleGrid[m - 1][n - 1] == 1) return 0; // 处理边界情况
    obstacleGrid[m - 1][n - 1] = obstacleGrid[m - 1][n - 1] === 1 ? 0 : 1;
    for (let i = m - 2; i >= 0; --i) {
        obstacleGrid[i][n - 1] = obstacleGrid[i][n - 1] === 1 ? 0 : obstacleGrid[i + 1][n - 1];
    }
    for (let i = n - 2; i >= 0; --i) {
        obstacleGrid[m - 1][i] = obstacleGrid[m - 1][i] === 1 ? 0 : obstacleGrid[m - 1][i + 1];
    }
    for (let i = m - 2; i >= 0; --i) {
        for (let j = n - 2; j >= 0; --j) {
            obstacleGrid[i][j] = obstacleGrid[i][j] === 1 ? 0 : obstacleGrid[i + 1][j] + obstacleGrid[i][j + 1];
        }
    }
    return obstacleGrid[0][0]
};

结束语

动态规划在实际应用中还是存在的,这两道题作为动态规划的基础题,希望大家能好好琢磨,加深对动态规划这一算法的理解,有利于日后更好的跑路 or 开发。