LeetCode:70.爬楼梯

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70.爬楼梯

来源:力扣(LeetCode)

链接: leetcode.cn/problems/cl…

假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。

每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

示例 1:

输入:n = 2
输出:2
解释:有两种方法可以爬到楼顶。
1. 1 阶 + 1 阶
2. 2 阶

示例 2:

输入:n = 3
输出:3
解释:有三种方法可以爬到楼顶。
1. 1 阶 + 1 阶 + 1 阶
2. 1 阶 + 2 阶
3. 2 阶 + 1 阶

提示:

1 <= n <= 45

解法

  • 没有思路的时候考虑暴力法,或者找重复子问题;本文适合重复子问题;
  • 每次可以上一阶或者二阶,如果是第3阶的时候,可以从第2阶跨一步到达,也可以从第1阶跨两步到达,f(3) = f(2) + f(1), 归纳可得f(n) = f(n-1) + f(n-2), 斐波拉契系数,可以更新中间变量代替递归循环,降低复杂度

代码实现

递归

python实现

class Solution:
    def climbStairs(self, n: int) -> int:
        # f(n) = f(n-1) + f(n-2)
        if n <= 3:
            return n
        return self.climbStairs(n-1) + self.climbStairs(n-2)

c++实现

class Solution {
public:
    int climbStairs(int n) {
        if (n<3)
            return n;
        return climbStairs(n-1) + climbStairs(n-2);
    }
};

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(2n)O(2^n)
  • 空间复杂度: O(2n)O(2^n)

动态规划

python实现

class Solution:
    def climbStairs(self, n: int) -> int:
        # 递归 f(n) = f(n-1) + f(n-2)
        if n <= 3:
           return n
        
        dp = [0] * (n+1)
        dp[1] = 1
        dp[2] = 2
        for i in range(3, n+1):
            dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
        return dp[n]

c++实现

class Solution {
public:
    int climbStairs(int n) {
        if (n < 3)
            return n;
        
        vector<int> dp(n+1, 0);
        dp[1] = 1, dp[2] = 2;
        for (int i=3; i<n+1; i++) {
            dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2];
        }
        return dp[n];
    }
};

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(n)O(n)
  • 空间复杂度: O(n)O(n)

动态规划优化空间

python实现

class Solution:
    def climbStairs(self, n: int) -> int:
        # 找重复子问题
        # 每次可以上一阶或者二阶,如果是第3阶的时候,可以从第2阶跨一步到达,也可以从第1阶跨两步到达,f(3) = f(2) + f(1), 归纳可得f(n) = f(n-1) + f(n-2),斐波拉契系数
        # 可以更新中间变量代替递归循环,降低复杂度
        if n <= 2:
            return n;
        f1, f2 = 1, 2
        for i in range(3, n+1):
            f3 = f1 + f2
            f1 = f2
            f2 = f3
        return f3

c++实现

class Solution {
public:
    int climbStairs(int n) {
        /*
        找重复子问题
        每次可以上一阶或者二阶,如果是第3阶的时候,可以从第2阶跨一步到达,也可以从第1阶跨两步到达,f(3) = f(2) + f(1), 归纳可得f(n) = f(n-1) + f(n-2),斐波拉契系数
        可以更新中间变量代替递归循环,降低复杂度
        */
        if(n <= 2)
            return n;
        int f1 = 1, f2=2, f3=3;
        for(int i=3; i<n+1; i++) {
            f3 = f1 + f2;
            f1 = f2;
            f2 = f3;
        }
        return f3;
    }
};

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(n)O(n)
  • 空间复杂度: O(1)O(1)