LeetCode每日一題(Minimum Path Sum)

作為一個拖延癥懶癌患者,外加年久失修,基礎(chǔ)不牢,我決定每天做一題,堅(jiān)持打卡,今天是我第一天,希望自己可以堅(jiān)持下來。

Given amxn grid filled with non-negative numbers, find a path from top left to bottom right whichminimizesthe sum of all numbers along its path.

Note:You can only move either down or right at any point in time.

題目大意大致為有這樣一個數(shù)組,數(shù)組里都有對應(yīng)的值,可以向下走或者向右走,最后返回?cái)?shù)值最小的路徑,可以理解為一個動態(tài)規(guī)劃的問題。

動態(tài)規(guī)劃:(這是第一次做動態(tài)規(guī)劃方面的題目,也不想搞ACM競賽之類,只是想積累經(jīng)驗(yàn))

摘自知乎 作者:端澤

先談動態(tài)規(guī)劃的意義——望文生義,“動態(tài)”規(guī)劃對應(yīng)“動態(tài)”的問題:你并不知道問題的規(guī)模會有多大,而不論是個位數(shù)還是百萬級,都能以較快速度(動態(tài)規(guī)劃是一種泛用性算法,而泛用性算法與特定算法相比往往存在性能差距)將結(jié)果正確計(jì)算出來。這是對于計(jì)算機(jī)科學(xué)最直觀的意義,當(dāng)然我認(rèn)為其對人生亦有一定指導(dǎo)意義,但那是見仁見智的事了。

動態(tài)規(guī)劃這一思想的實(shí)質(zhì)其實(shí)是以下兩點(diǎn):

1.分析問題,構(gòu)造狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程

2.以空間換時(shí)間

讓我們結(jié)合一個簡單例子來理解一下:

以乘法計(jì)算為例,乘法的定義其實(shí)是做n次加法,請先忘掉九九乘法表,讓你計(jì)算9*9,如何得到81這個解?計(jì)算9*10呢?9*999……以及9*n呢?

1.分析問題,構(gòu)造狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程

“狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程”的學(xué)術(shù)定義亦可簡單找到(比如置頂答案),略去不表。光看“方程”二字,可以明白它是一個式子。

針對以上問題,我們構(gòu)造它的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程。

問題規(guī)模小的時(shí)候,我們可以容易得到以下式子:

9*0=0;

9*1=0+9;

9*2=0+9+9;

……

可以得到:9*n=0+9+...+9(總共加了n個9)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明可以使用數(shù)學(xué)歸納法,略去不表。

現(xiàn)在,定義dp(n)=9*n,改寫以上式子:

dp(0)=9*0=0;

dp(1)=9*1=dp(0)+9;

dp(2)=9*2=dp(1)+9;

……

作差易得:dp(n)=dp(n-1)+9;這就是狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程了。

可以看到,有了狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,我們現(xiàn)在可以順利求解9*n(n為任意正整數(shù))這一問題。

2.以空間換時(shí)間

雖然能解,但當(dāng)n很大時(shí),計(jì)算耗時(shí)過大,看不出狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程dp(n)=dp(n-1)+9與普通方程9*n=0+9+...+9(總共加了n個9)相比沒有任何優(yōu)勢。

這時(shí),如果dp(n-1)的結(jié)果已知,dp(n)=dp(n-1)+9只需計(jì)算一次加法,而9*n=0+9+...+9(總共加了n個9)則需計(jì)算n-1次加法,效率差異一望即知。

存儲計(jì)算結(jié)果,可令狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程加速,而對普通方程沒有意義。

以空間換時(shí)間,是令動態(tài)規(guī)劃具有實(shí)用價(jià)值的必備舉措。

總之,根據(jù)我的理解,我覺得這個很像小時(shí)候做的找規(guī)律的題目,第n個數(shù)需要靠之前的來得到,因此,叫做動態(tài)規(guī)劃,也就是dp。

接下來要看這道題了,假如我有一個矩陣grid:

1 2 3 4

5 9 9 0

1 8 4 3

我得到一個新的矩陣,result記錄著gird里面到達(dá)每一個元素的最小值,這樣最后一個元素也就是我們所要求的值,就是到他的最小值,因此,

result[0][0] = gird[0][0]

result[0][j] = result[0][j-1]+gird[0][j]

result[i][0] = result[]i-1[0]+gird[i][0]

result[i][j] = min(result[i - 1][j], result[i][j - 1])+gird[i][j]

接下來就是算法的實(shí)現(xiàn)了:

結(jié)束......

joker

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