青蛙跳台阶
- 前言
- 青蛙跳台阶
- 题目
- 最优解结构性质
- 画图分析
- 发现规律
- 验证规律
- 动规表达式
- 青蛙跳台阶
- 与斐波那契数列的不同之处
- 递归实现
- 代码实现
- 测试结果
- 递归过程画图分析
- 非递归实现
- 代码实现
- 对比分析
前言
斐波那契数列每次学都有不一样的体会,从最开始简单理解就是,一个找规律的游戏,就是更新数值,往后算就行了,但是,后来,用斐波那契数列理解递归算法,是一个很好的例子,由上向下计算,依次回溯,最后,没想到斐波那契数列还能和动态规划联系起来。当然,斐波那契数列也有很多的变式,青蛙跳台阶、兔子繁殖、将数字翻译成字符串等。只有将最基本的理解到位,后面的变式才能游刃有余的解决。
青蛙跳台阶
题目
一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级台阶。求该青蛙跳上一个 n 级的台阶总共有多少种跳法。
最优解结构性质
画图分析
当只有1 2 3 节台阶的时候,我们可以直接画出来,比如2阶台阶时,有两种方法可以跳上去,每次跳1阶,跳两次,用11表示,或者直接跳2阶,用2表示
当有3阶台阶时有三种跳发,即 111 21 12
发现规律
对于3阶台阶,最后一步有两种跳发,跳一阶和两阶,
如果跳1阶,跳之前青蛙所处的位置在第2 阶台阶,只用跳一步就行,跳到第2阶台阶方法有11 2
在此基础上 就是 111 21
如果跳2阶,跳之前青蛙所处的位置在第1阶台阶,要想跳到顶部,有两个办法,要么一步一步跳,即 111,要么直接跳两步 即12 。即,111 12
可以看到,跳一阶和跳2阶,都有方法111 ,因为,在第1阶台阶时,你如果一步一步跳的话,你跳第一步的时候,你就变成了上一个情况(从第2阶台阶向上跳一步),所以这里,不能跳一步,只能跳两步,即12
所以总的跳法就是 111 21 12
这种求法是建立在第1阶和第2阶基础上来的。
验证规律
用1 2阶台阶推导第3阶的方法,根据2 3阶推导第4阶台阶。
到达第4阶台阶,要么从第3阶开始,就跳1步,要么从第2阶开始,跳2步,否则有重复
动规表达式
青蛙跳台阶
dp[i]表示到达第i阶台阶的跳法
dp[0]=1
dp[1]=1
dp[2]=2
dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2]
与斐波那契数列的不同之处
可以先了解: 斐波那契数列的分析这样更好理解异同之处。
类似斐波那契数列,区别就是起始数字不同
斐波那契数列:0 1 1 2 3 5 …
dp[0]=0
dp[1]=1
dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2]
递归实现
根据递归表达式,递归实现该算法
代码实现
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int wayNums(int n) {
if (n == 1|| n==0)return 1;
return wayNums(n - 1) + wayNums(n - 2);
}
int main() {
int num = wayNums(5);//8
cout << num << endl;
return 0;
}
测试结果
递归过程画图分析
即你需要算跳到第5阶台阶的值,首先需要4 3 的值,以此类推,逐步回溯
递归算法,自顶而下,算了许多的重复值,即 如图 wayNums(1)算了5次,wayNums(2)算了,3次,wayNums(3)算了2次。
我们用一个表记录重复的值,需要用的时候,我们在直接用,不用重新算了
非递归实现
根据已经有的值,自底而上,向上计算。
代码实现
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int>dp(6);
dp[0] = 1;
dp[1] = 1;
for (int i = 2; i <= 5; i++) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
cout << dp[5] << endl;
return 0;
}