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小偷偷房子的问题可以通过动态规划和状态机方法来解决。以下是对该问题的详细分析和优化方案。
问题分析:小偷想要偷尽可能多的财富,但不能同时偷相邻的两个房子。我们可以用动态规划来解决这个问题。
状态定义:
状态转移:
初始条件:
优化空间复杂度:为了优化空间复杂度,我们可以使用滚动数组技术,只保留前两个状态的值。
问题分析:可以将问题建模为一个状态机,状态包括“最后一个房子选”和“最后一个房子不选”。
状态定义:
状态转移:
初始条件:
最终结果:max(v0, v1)
动态规划优化代码:
public class Solution { public int rob(int[] nums) { if (nums == null || nums.length == 0) { return 0; } int len = nums.length; int[] dp = new int[len + 1]; dp[1] = nums[0]; for (int i = 1; i < len; i++) { dp[i + 1] = Math.max(nums[i] + dp[i - 1], dp[i]); } return dp[len]; }} 空间优化代码:
public class Solution { public int rob(int[] nums) { if (nums == null || nums.length == 0) { return 0; } int len = nums.length; int[] dp = new int[3]; dp[1] = nums[0]; for (int i = 1; i < len; i++) { int ind = (i + 1) % 3; dp[ind] = Math.max(dp[ind + 1] + nums[i], dp[ind + 2]); } return dp[(len + 1) % 3]; }} 状态机优化代码:
public class Solution { public int rob(int[] nums) { if (nums == null || nums.length == 0) { return 0; } int len = nums.length; int[] dp = new int[2]; dp[0] = 0; dp[1] = nums[0]; for (int i = 1; i < len; i++) { int new0 = Math.max(dp[0], dp[1]); int new1 = dp[0] + nums[i]; dp[0] = new0; dp[1] = new1; } return Math.max(dp[0], dp[1]); }} 假设输入数组为:nums = [1, 2, 3, 4, 5]
动态规划计算过程:
最终结果:9
状态机计算过程:
最终结果:max(6,9) = 9
该问题可以通过动态规划和状态机方法解决,动态规划方法直观且易于理解,状态机方法则提供了另一种建模思路。通过滚动数组优化,可以将空间复杂度从O(n)降低到O(1),提高了内存效率。对于较大的输入规模,这种优化尤为重要。
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