动态规划之不同路径

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动态规划(Dynamic Programming)是一种分阶段求解决策问题的数学思想,它通过把原问题分解为简单的子问题来解决复杂问题。

不同路径

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

思路:

定义dp[i,j]为机器人走到[i,j]位置一共有的不同路径

  1. 对于第一行位置的网格,只有从开始位置一直往右走这一种走法才能到达,所以dp[i][0]=1。
  2. 对于第一列位置的网格,只有从开始位置一直往下走这一种走法才能到达,所以dp[0][j]=1。
  3. 其余位置可以选择往右或者往下走然后抵达,所以到达它的路径为上边位置和左边位置的和,即dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]。
  4. 起始点路径dp[0,0]=0。

提示:

  • 1 <= m, n <= 100
  • 题目数据保证答案小于等于 2 * 109

代码如下:

fun uniquePaths(m: Int, n: Int): Int {
    val dp = Array(m) { IntArray(n) }
    for (i in 0 until m) {
        dp[i][0] = 1
    }
    for (j in 0 until n) {
        dp[0][j] = 1
    }
    for (i in 1 until m) {
        for (j in 1 until n) {
            dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1]
        }
    }
    return dp[m - 1][n - 1]
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(m*n)
  • 空间复杂度:O(m∗n),需要存储所有的状态,是一个二维数组。