一道腾讯面试算法题

野性酷女 2023-10-02 10:46 42阅读 0赞

大家好，我是大彬~

今天给大家分享一道腾讯面试算法题目（LeetCode62题），国庆假期一起充充电~

## 题目 ##

一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 。机器人每次只能**向下或者向右移动一步**。机器人试图达到网格的右下角。

问总共有多少条不同的路径？

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**示例**：

**输入**：m = 3, n = 2

**输出**：3

从左上角开始，总共有 3 条路径可以到达右下角。

1.  向右 -> 向下 -> 向下
2.  向下 -> 向下 -> 向右
3.  向下 -> 向右 -> 向下

来源：力扣（LeetCode）
    链接：https://leetcode-cn.com/problems/unique-paths
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## 解题思路 ##

首先了解下**动态规划**的思想。

动态规划用于处理有重叠子问题的问题。其基本思想：假如要解一个问题，需要先将问题分解成子问题，求出子问题的解，再根据子问题的解得出原问题的解。

动态规划算法会将计算出来的子问题的解存储起来，以便下次遇到同一个子问题的时候直接可以得到该子问题的解，减少重复计算。

**动态规划的解题思路：1、状态定义；2、状态转移方程；3、初始状态；4、确定遍历顺序。**

接下来分步骤讲解本题目的思路。

1、首先是**状态定义**。假设 `dp[i][j]` 是到达 `(i, j)` 的路径数量，`dp[2][2]`就是到达`(2, 2)`的路径数量。

2、然后是**状态转移方程**。根据题意，只能向右和向下运动，当前位置`(i, j)`只能从`(i-1, j)`和`(i, j-1)`两个方向走过来，由此可以确定状态方程为`dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]`。

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3、**初始状态**。对于第一行 `dp[0][j]`和第一列 `dp[i][0]`，由于都在边界，只有一个方向可以走，所以只能为 1。

4、**确定遍历顺序**。`dp[i][j]`是从其上边和左边推导而来，所以按照从左到右，从上到下的顺序来遍历。

## 代码实现 ##

使用二维数组`dp[][]`保存中间状态，时间复杂度和空间复杂度都是`O(m*n)`。

public int uniquePaths(int m, int n) {
        
        int[][] dp = new int[m][n];
        //初始化
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        
            dp[0][i] = 1;
        }
        //初始化
        for (int i = 0; i < m; i++) {
        
            dp[i][0] = 1;
        }
        for (int i = 1; i < m; i++) {
        
            for (int j = 1; j < n; j++) {
        
                //状态方程
                dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1];
            }
        }
        return dp[m - 1][n - 1];
    }

**优化1**：根据状态转移方程`dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]`可知，只需要保存当前行与上一行的数据即可，空间复杂度可以优化为`O(2n)`，具体代码如下：

public int uniquePaths(int m, int n) {
        
        int[] preRow = new int[n];
        int[] curRow = new int[n];
        //初始化
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        
            preRow[i] = 1;
            curRow[i] = 1;
        }
        for (int i = 1; i < m; i++){
        
            for (int j = 1; j < n; j++){
        
                curRow[j] = curRow[j-1] + preRow[j];
            }
            preRow = curRow.clone();
        }
        return curRow[n-1];
    }

**优化2**：上述代码还可以继续优化，对于`curRow[j] = curRow[j-1] + preRow[j]`，在未赋值之前`curRow[j]`就是**当前行第`i`行的上一行第`j`列的值**（这里可能不太好理解，小伙伴们好好思考一下），也就是说未赋值之前`curRow[j]`与`preRow[j]`相等，因此`curRow[j] = curRow[j-1] + preRow[j]`可以写成`curRow[j] += curRow[j-1]`，优化1代码中的`preRow`数组可以不用，只需要`curRow`数组即可，代码如下：

public int uniquePaths(int m, int n) {
        
        int[] curRow = new int[n];
        //初始化
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        
            curRow[i] = 1;
        }
        for (int i = 1; i < m; i++){
        
            for (int j = 1; j < n; j++){
        
                curRow[j] += curRow[j-1];
            }
        }
        return curRow[n-1];
    }

这道腾讯面试题，算是动态规划里面比较简单的题目，虽然不难，但是在面试时氛围比较紧张的情况下，想要一次性bug free做出来，并且做到最优解，还是有点难度的。

希望大家阅读后有所收获~

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