动态规划实战:轻松搞定最小花费爬楼梯问题

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前言

今天我们将利用动态规划的思路来解决一道经典问题——使用最小花费爬楼梯。通过分析问题的结构,我们会逐步优化解决方案,最终找到最低花费到达楼顶的路径。话不多说,直接开始吧!

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何为动态规划

动态规划,英⽂:Dynamic Programming,简称 DP,如果某⼀问题有很多重叠⼦问题,使⽤动态规划是最有效的。 简而言之:动态规划就是,当前的状态一定由上一个状态推导出来

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如何解决动态规划的题目

对于动态规划的题目,我们需要一步一步进行分析:

  • 首先:明确 dp 数组的含义及下标的含义

  • 其次:推导出递推公式

  • 再根据递推公式确定如何初始化

  • 确定遍历顺序

  • 最后再将 dp 数组打印出来,看结果是否符合预期

实战操作——使用最小花费爬楼梯

题目描述:

给你一个整数数组 cost ,其中 cost[i] 是从楼梯第 i 个台阶向上爬需要支付的费用。一旦你支付此费用,即可选择向上爬一个或者两个台阶。

你可以选择从下标为 0 或下标为 1 的台阶开始爬楼梯。

请你计算并返回达到楼梯顶部的最低花费。

示例 1:

输入:cost = [10,15,20] 输出:15 解释:你将从下标为 1 的台阶开始。

  • 支付 15 ,向上爬两个台阶,到达楼梯顶部。 总花费为 15 。

示例 2:

输入:cost = [1,100,1,1,1,100,1,1,100,1] 输出:6 解释:你将从下标为 0 的台阶开始。

  • 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 2 的台阶。
  • 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 4 的台阶。
  • 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 6 的台阶。
  • 支付 1 ,向上爬一个台阶,到达下标为 7 的台阶。
  • 支付 1 ,向上爬两个台阶,到达下标为 9 的台阶。
  • 支付 1 ,向上爬一个台阶,到达楼梯顶部。 总花费为 6 。 `

题目分析

  1. 我们定义一个数组:dp(存放到每一阶台阶的最小花费),dp[i]:到达第 i 阶台阶的最小花费是多少
  2. 递推公式
  • 题意中说:"你可以选择从下标为 0 或下标为 1 的台阶开始爬楼梯。"——表示:上下标为 0 或者下标为 1 的台阶是不消耗体力的,只有从 0 或者 1 往上跳的时候,才需要消耗体力
  • 题意中说:"一旦你支付此费用,即可选择向上爬一个或者两个台阶"————表示:到达台阶 i 有两种途径:从 i-1 跳上来或者从 i-2 跳上来
  • 我们要求的是:最小体力消耗,所以我们取 min(dp[i-1],dp[i-2])即可

递推公式确定为:dp[i]=min(dp[i-1],dp[i-2])

  1. 初始化————dp[0]=0,dp[1]=0

  2. 遍历顺序:从左往右,i=2,i<cost.length;i++

  3. 打印数据

伪代码

function mian(cost:Arrary){
    let dp=[];
    dp[0]=0,dp[1]=0;
    for(let i=2;i<cost.length;i++){
        dp[i]=min(dp[i-1],dp[i-2])
    }

    return dp[cost.length-1]
}

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(n)

总结

今天,我们主要学习了动态规划的基本概念,并通过一道经典题目——使用最小花费爬楼梯,进行了实战演练,加深了对动态规划思想的理解。接下来,我们将继续深入学习,更复杂的动态规划问题及其解题思路。以上就是今天关于动态规划的全部内容,如果有任何不足或错误之处,欢迎大家在留言区指正和讨论。感谢大家的关注与支持!