1.第 N 个泰波那契数
题目连接:1137. 第 N 个泰波那契数
泰波那契序列 Tn 定义如下:
T0 = 0, T1 = 1, T2 = 1, 且在 n >= 0 的条件下 Tn+3 = Tn + Tn+1 + Tn+2给你整数 n,请返回第 n 个泰波那契数 Tn 的值。
2.什么是动态规划
在解决这道问题之前先来了解一下,什么是动态规划。动态规划(Dynamic Programming):简称 DP,是一种求解多阶段决策过程最优化问题的方法。简单的理解,把原问题分解为相对简单的子问题,先求解子问题,再由子问题的解而得到原问题的解。
它的核心思想是,把「原问题」分解为「若干个重叠的子问题」,将子问题计算出来的结果存放到一张dp表中,通过dp表中过往计算的结果,来减少计算并计算出原问题。
它的解题步骤大致分为五个过程:状态表⽰、状态转移⽅程、初始化、填表顺序、返回值!
3.解决问题
(1)、状态表示
我们需要将子问题存放到,一张dp表中,而dp[i]就表示状态。对应这里的状态即为,dp[i] = 第 i 个泰波那契数的值。
(2)、状态转移⽅程
这道题,就已经将状态转移方程给出,我们稍微变形:dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2] + dp[i - 3]
(3)、初始化
由于dp[0],dp[1],dp[2]的数值题目以给出,直接将值填入dp表中,完成初始化。初始化时需要注意,确保dp表下标不要越界。
(4)、初始化顺序
这里根据题目要求,根据状态转移方程,将dp填充。
(5)、返回值
返回dp[n]即为,返回结果。
4.参考代码
C++版本:
class Solution
{
public:
int tribonacci(int n)
{
vector<int> dp(n + 3,0);
dp[1] = dp[2] = 1;
for(int i = 3;i <= n;i++)
{
dp[i] = dp[i-3] + dp[i - 2] + dp[i -1];
}
return dp[n];
}
};
Python3版本:
class Solution:
def tribonacci(self, n: int) -> int:
list = [0, 1, 1]
for i in range(3, n + 1):
next_value = list[i - 3] + list[i - 2] + list[i - 1]
list.append(next_value)
return list[n]
5.空间优化
在上面的代码当中,空间的复杂度为O(N)。关于这道题,我们求出dp[n]的值,只需要求n前三个状态。所以我们就可以使用滚动数组的方案来优化空间。如果,求dp[n]只需要n前的若干个状态,那么就可以使用滚动数组优化。
优化代码C++版本:
class Solution {
public:
int tribonacci(int n)
{
if(n == 0) return 0;
if(n == 1 || n == 2) return 1;
int a = 0,b = 1,c = 1,d=0;
for(int i = 3; i <= n;i++)
{
d = a + b + c;
// 滚动数组,注意赋值顺序从前往后赋值[a,b,c] 不能后往前赋值[c,b,a]
a = b;
b = c;
c = d;
}
return d;
}
};