动态规划之数组区间问题

找到大问题和小问题之间共有的特性,列出一定的状态转移规律,然后设计满足条件的小问题解决方案,最后凭借记忆中的中间值快速求出最终解

数组区间问题是动态规划问题的一种,我们可以借用动态规划问题的一般解题思路,先看第一个

Range Sum Query

Given an integer array nums, find the sum of the elements between indices i and j (i ≤ j), inclusive.

Example:

这道题是求解一个数组中给定两个索引之间的和,那么很显然sum = dp[j+1] - dp[i],可以得到代码如下:

    private int[] dp;
    private NumArray(int[] nums){
        dp = new int[nums.length+1];
        dp[0] = 0;
        for(int i = 0 ; i < nums.length ; i++){
            dp[i+1] = nums[i] + dp[i];
        }
    }

    private int sumRange(int i, int j){
        return dp[j+1] - dp[i];
    }

第二题

Arithmetic Slices

这道题就有点复杂了,设A=[0,1,2,3,4],我们先设dp[i]是以A[i]为结尾的等差递增子区间的个数,当 A[i] - A[i-1] == A[i-1] - A[i-2],那么 [A[i-2], A[i-1], A[i]] 构成一个等差递增子区间。而且在以 A[i-1] 为结尾的递增子区间的后面再加上一个 A[i],一样可以构成新的递增子区间。

综上,在 A[i] - A[i-1] == A[i-1] - A[i-2] 时,dp[i] = dp[i-1] + 1。

因为递增子区间不一定以最后一个元素为结尾,可以是任意一个元素结尾,因此需要返回 dp 数组累加的结果。

代码如下所示:

    private int numberOfArithmeticSlices(int[] A){
        if (A == null || A.length == 0) {
            return 0;
        }
        int n = A.length;
        int[] dp = new int[n];
        for (int i = 2; i < n; i++) {
            if (A[i] - A[i - 1] == A[i - 1] - A[i - 2]) {
                dp[i] = dp[i - 1] + 1;
            }
        }
        int total = 0;
        for (int cnt : dp) {
            total += cnt;
        }
        return total;
    }

参考文献:https://github.com/CyC2018/CS-Notes/blob/master/notes/Leetcode%20%E9%A2%98%E8%A7%A3%20-%20%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92.md#2-%E6%95%B0%E7%BB%84%E4%B8%AD%E7%AD%89%E5%B7%AE%E9%80%92%E5%A2%9E%E5%AD%90%E5%8C%BA%E9%97%B4%E7%9A%84%E4%B8%AA%E6%95%B0

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