70.爬楼梯

1.题目

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

2.答题

2.1 思路1(递归)

很明显能看出可以用递归解决,将问题拆分成更小的子问题来解决

  • 递推公式:f(n) = f(n – 1) + f(n – 2)
  • 终止条件:当n==1时,只有1种走法,当n==2时,可以有(1、1)和(2)两种走法

代码如下:

class Solution {
    public int climbStairs(int n) {
        if(n == 1) {
            return 1;
        }

        if (n == 2) {
            return 2;
        }

        return climbStairs(n - 1) + climbStairs(n - 2);
    }
}
复制代码

提交未通过,当n==45时超出时间限制,正好可以提醒警惕递归可能出现的问题:

警惕堆栈溢出

函数调用使用栈来计算保持临时变量,每一次递归调用产生的临时变量,会以栈帧的形式压入内存栈,当递归层次过深时,可能导致堆栈溢出。

警惕重复计算

本题中的计算过程,f(5) = f(4) + f(3),f(6) = f(5) + f(4),两个过程都分别计算了f(5)、 f(4),其他层次也使用了重复的计算,这就造成了浪费的情况,所以可以使用缓存来避免重复计算。

改造后的代码:

class Solution {
    Map<Integer, Integer> mCache = new HashMap<>();
    public int climbStairs(int n) {
        if(n == 1) {
            return 1;
        }

        if (n == 2) {
            return 2;
        }

        if (mCache.containsKey(n)) {
            return mCache.get(n);
        }

        int cache = climbStairs(n - 1) + climbStairs(n - 2);
        mCache.put(n, cache);
        return cache;
    }
}
复制代码

时间复杂度

使用递归树来计算,每个结点都会分为两个值f(n-1)和f(n-2),每次-1,或者-2。叶子节点的数据规模是1或者2。那最长路径大概就是n,最短路径大概是n/2

如果路径长度都为n,那么总计算次数n是:

如果路径长度都为n,那么总计算次数n/2是:

平均时间复杂度应该介于二者之间。

优化后的代码,避免了大量的重复计算,时间复杂度与n成正比,即为O(n)

空间复杂度

空间复杂度为树的高度:O(n)

提交结果

© 版权声明
THE END
喜欢就支持一下吧
点赞0 分享