LeetCode70. Climbing Stairs 爬楼梯 JAVA实现

题目描述:

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?

注意:给定 n 是一个正整数。

示例 1:

输入: 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: 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

解题思路:

这个题目和华中科技大学某一年的考研试题一样,首先呢最容易想到就是利用递归的思路,

假设台阶数目为4,则方法可能有:

如图所示5种方法,同时可以作如下归纳:

当N=1时 结果为1 当N=2时结果为2。

转化为递归代码来实现

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

代码非常简短,但是时间复杂度过高,为O(2^n),空间复杂度为树高O(N)。如果是放在OJ的话为严重超时。

考虑进行优化,由于递归算法中存在大量的重复计算,因此思考如何避免大规模的重复计算,比如climbStairs(5)和climbStaris(4)都需要计算climbStairs(3),那么应该在climbStaris(3)计算过后将结果保存下来,等到计算climbStaris(5)和climbStaris(4)的时候直接调用即可。考虑使用数组来暂存。

class Solution {
    public int climbStairs(int n) {
        if(n < 0)
            return 0;
        if(n == 0)
            return 1;
        int []data = new int[n+1];//用来存储计算结果的数组
        boolean []flag = new boolean[n+1];//标志数组,如果该数组位为true,表面该项值的结果已经存放到对应位的数组中了。
        for(int i=0; i<=n; i++)//初始化标志数组
            flag[i] = false;
        data[0] = 1;
        data[1] = 1;
        flag[0] = true;
        flag[1] = true;//数组初始值
        for(int i=2; i<=n; i++){
            data[i] = cls(data,flag, i);
        }
        return data[n];
    }
    public int cls(int []data, boolean []flag, int i){
        int temp1,temp2;
        if(flag[i-1] == true)//如果需要的值已经存放到数组中了
            temp1 = data[i-1];
        else{
            temp1 = cls(data,flag,i-1);
            data[i-1] = temp1;
            flag[i-1] = true;
        }
        if(flag[i-2] == true)//如果需要的值还没有存放到数组中
            temp2 = data[i-2];
        else{
            temp2 = cls(data,flag,i-2);
            data[i-2] = temp2;
            flag[i-2] = true;
        }
        return temp1+temp2;
    }
}

这样的时间复杂度可以精简为O(n)但空间复杂度仍然为O(n)。

我们可以从该图发现一个规律,

计算climbStairs(4)=climbStairs(3)+climbStairs(2)。因此这就是一个典型的 Fibonacci 数列,因此 Fibonacci 数列的解题方法可以同样应用于这道题,最优的方法肯定是使用循环求解。

class Solution {
    public int climbStairs(int n) {
        if(n == 1) return 1;
        if(n == 2) return 2;
        int pre1 = 2,pre2 = 1;
        for(int i = 2;i<n;i++){
            int cur = pre1 + pre2;
            pre2 = pre1;
            pre1 = cur;
        } 
        return pre1;
        
    }

}

LeetCode 509 Fibonacci Number 斐波那契数 JAVA实现 - 帽帽的博客 - CSDN博客

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