[剑指Offer]变态跳台阶

跳台阶问题

Posted by JinFei on December 16, 2019

题目描述

一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

解题思路

  • 动态规划 多项式的推导

当n = 1 时, 只有一种跳法,即1阶跳:Fib(1) = 1; 当n = 2 时, 有两种跳的方式,一阶跳和二阶跳:Fib(2)  = 2; 到这里为止,和普通跳台阶是一样的。 当n = 3 时,有三种跳的方式,第一次跳出一阶后,对应Fib(3-1)种跳法; 第一次跳出二阶后,对应Fib(3-2)种跳法;第一次跳出三阶后,只有这一种跳法。Fib(3) = Fib(2) + Fib(1)+ 1 = Fib(2) + Fib(1) + Fib(0) = 4; 当n = 4时,有四种方式:第一次跳出一阶,对应Fib(4-1)种跳法;第一次跳出二阶,对应Fib(4-2)种跳法;第一次跳出三阶,对应Fib(4-3)种跳法;第一次跳出四阶,只有这一种跳法。所以,Fib(4) = Fib(4-1) + Fib(4-2) + Fib(4-3) + 1 = Fib(4-1) + Fib(4-2) + Fib(4-3) + Fib(4-4) 种跳法。 当n = n 时,共有n种跳的方式,第一次跳出一阶后,后面还有Fib(n-1)中跳法; 第一次跳出二阶后,后面还有Fib(n-2)中跳法……………………..第一次跳出n阶后,后面还有 Fib(n-n)中跳法。Fib(n) = Fib(n-1)+Fib(n-2)+Fib(n-3)+……….+Fib(n-n) = Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+…….+Fib(n-1)。 通过上述分析,我们就得到了通项公式:                Fib(n) =  Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+…….+ Fib(n-2) + Fib(n-1) 因此,有 Fib(n-1)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+…….+Fib(n-2) 两式相减得:Fib(n)-Fib(n-1) = Fib(n-1)         =====》  Fib(n) = 2Fib(n-1)     n >= 3 这就是我们需要的递推公式:Fib(n) = 2Fib(n-1)     n >= 3

class Solution {
public:
    int jumpFloorII(int number) {
         if(number <= 0){
            return 0;
        }
        if(number == 1){
            return 1;
        }
        if(number == 2){
            return 2;
        }        
        int dp[number + 1];
        memset(dp, 0, sizeof(int) * (number + 1));
        dp[0] = 0;
        dp[1] = 1;
        dp[2] = 2;

        for(int i = 3; i <= number; i++){
            dp[i] = dp[i - 1] * 2;
        }
        return dp[number];
    }
};

普通跳台阶 递归+记忆方式

class Solution {
public:
    vector<int> memo;
    int helper(int n){
        if(n == 1){
            return 1;
        }
        if(n == 2){
            return 2;
        }
        if(memo[n] == -1){
            memo[n] = helper(n - 1) + helper(n - 2);
        }
        return memo[n];
    }
    int climbStairs(int n) {
        memo.resize(n + 1, -1);
        return helper(n);
    }
};