给你有一个 非负 整数 k
。有一个无限长度的台阶,最低 一层编号为 0 。
Alice 有一个整数 jump
,一开始值为 0 。Alice 从台阶 1 开始,可以使用 任意 次操作,目标是到达第 k
级台阶。假设 Alice 位于台阶 i
,一次 操作 中,Alice 可以:
- 向下走一级到
i - 1
,但该操作 不能 连续使用,如果在台阶第 0 级也不能使用。 - 向上走到台阶
i + 2jump
处,然后jump
变为jump + 1
。
请你返回 Alice 到达台阶 k
处的总方案数。
注意,Alice 可能到达台阶 k
处后,通过一些操作重新回到台阶 k
处,这视为不同的方案。
示例 1:
输入:k = 0
输出:2
解释:
2 种到达台阶 0 的方案为:
- Alice 从台阶 1 开始。
- 执行第一种操作,从台阶 1 向下走到台阶 0 。
- Alice 从台阶 1 开始。
- 执行第一种操作,从台阶 1 向下走到台阶 0 。
- 执行第二种操作,向上走 20 级台阶到台阶 1 。
- 执行第一种操作,从台阶 1 向下走到台阶 0 。
示例 2:
输入:k = 1
输出:4
解释:
4 种到达台阶 1 的方案为:
- Alice 从台阶 1 开始,已经到达台阶 1 。
- Alice 从台阶 1 开始。
- 执行第一种操作,从台阶 1 向下走到台阶 0 。
- 执行第二种操作,向上走 20 级台阶到台阶 1 。
- Alice 从台阶 1 开始。
- 执行第二种操作,向上走 20 级台阶到台阶 2 。
- 执行第一种操作,向下走 1 级台阶到台阶 1 。
- Alice 从台阶 1 开始。
- 执行第一种操作,从台阶 1 向下走到台阶 0 。
- 执行第二种操作,向上走 20 级台阶到台阶 1 。
- 执行第一种操作,向下走 1 级台阶到台阶 0 。
- 执行第二种操作,向上走 21 级台阶到台阶 2 。
- 执行第一种操作,向下走 1 级台阶到台阶 1 。
提示:
0 <= k <= 109
第一种思路:
每走一步之后,新的子问题跟原问题相比,规模更小且类型相同,因此可以用 DFS 进行递归处理。
递归的结束条件是,当 i 比 k + 1大时,终止搜索。这是再往后必不可能到达 k。
剩下的就是按照提议翻译即可,注意用两个参数记录上一步有没有往下走, 以及跳了几次。
时间复杂度:O(log(k) * log(k))
空间复杂度:O(log(k) * log(k))
class Solution:
def waysToReachStair(self, k: int) -> int:
@cache
def dfs(i, last_step_down, jump):
res = 0
if i > k + 1:
return 0
if i == k:
res = 1
if not last_step_down:
res += dfs(i - 1, True, jump)
res += dfs(i + 2 ** jump, False, jump + 1)
return res
return dfs(1, False, 0)
第二种思路:
其实这道题也还可以从数学的角度进行分析,但是难度较大,没有准备过基本不可能在面试中凭空想出来。
已知我们一开始从 1 出发,可以进行 i 次减 1 操作,以及 j 次 jump 操作,最后需要到达 k。
可得:1(起点) + (2^0 + 2^1 + .. + 2^(j - 1)) - i = k
即 2^j - i = k
题目另有一个要求,是说 i 不能连续使用,即 i 必须穿插在 j 之间。
如果我们有 j 次 jump,那么就会有 j + 1 个空挡可以插入 i。
所以对于每一组(i, j) 来说,它们会形成的答案就是 Combination(j + 1, i)。
class Solution:
def waysToReachStair(self, k: int) -> int:
# 1 + 2^0 + 2^1 + .. + 2^(j - 1) - i = k
# i <= j + 1
res = 0
for j in range(30): # 2 ^ 30 > 10 ^ 9
i = 2 ** j - k
if 0 <= i <= j + 1:
res += comb(j + 1, i)
return res
时间复杂度:O(1)
空间复杂度:O(1)
标签:第一种,台阶,Python,Alice,DFS,jump,3154,操作,执行 From: https://blog.csdn.net/qq_32424059/article/details/141355469