一、基础版
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?
class Solution {
public int climbStairs(int n) {
if (n <= 2) return n;
int f1 = 1, f2 = 2, f3 = 3;
for (int i = 2; i < n; i++) {
f3 = f1 + f2;
f1 = f2;
f2 = f3;
}
return f3;
}
}
二、扩展版
2.1 假设每次爬楼梯可以选择上 1 阶、2 阶或者 4 阶,求到达第 n
阶楼梯有多少种不同的方法。
class Solution {
public int climbStairs(int n) {
if (n <= 4) return n;
int f1 = 1, f2 = 2, f3 = 3, f4 = 4;
for (int i = 3; i < n; i++) {
f4 = f1 + f2 + f3;
f1 = f2;
f2 = f3;
f3 = f4;
}
return f4;
}
}
//dp[i] = dp[i - 1] + dp[i -2] + dp[i - 4]
2.2 爬楼梯时,每上一阶需要消耗一定的体力值,不同的台阶消耗的体力值不同。已知每个台阶的体力消耗值数组 cost
,每次只能爬1阶或2阶,求到达第 n
阶楼梯的最小体力消耗。
public int minCostClimbingStairs(int[] cost) {
int n = cost.length;
int[] dp = new int[n + 1];
dp[0] = 0;
dp[1] = cost[0];
for (int i = 2; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.min(dp[i - 1] + cost[i - 1], dp[i - 2] + cost[i - 2]);
}
return dp[n];
}
2.3 爬楼梯有时间限制,每上一阶需要花费一定的时间,且在某些特定的台阶会有额外的时间奖励。给定每个台阶的时间花费数组 time
和奖励时间数组 bonus
,每次只能爬1阶或2阶,求在规定时间内到达第 n
阶楼梯的最优方案。
public int findOptimalPath(int[] time, int[] bonus, int n, int maxTime) {
int[] dp = new int[n + 1];
// dp[i] 表示到达第 i 阶楼梯的最优时间
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i] = Integer.MAX_VALUE; // 初始化最大值,方便后续更新最小值
for (int j = 1; j <= i; j++) { // 遍历从第 1 阶到第 i 阶的所有可能上一步位置
int prevTime = dp[j]; // 从第 j 阶到达第 i 阶的前一阶段时间
if (prevTime!= Integer.MAX_VALUE && prevTime + time[j] <= maxTime) {
// 如果前一阶段时间不为无穷大且加上当前时间不超过最大时间限制
int currentTime = prevTime + time[j] - bonus[j];
// 当前时间为前一阶段时间加上当前台阶时间减去奖励时间
if (j > 1) {
currentTime -= bonus[j - 1];
// 如果不是从第 1 阶上来的,再减去前一阶的奖励时间(因为不能重复获得)
}
dp[i] = Math.min(dp[i], currentTime);
// 更新到达第 i 阶的最优时间
}
}
}
return dp[n]!= Integer.MAX_VALUE? dp[n] : -1;
// 如果最终到达第 n 阶的时间不是无穷大,则返回该时间,否则返回 -1 表示无法在规定时间内到达
}
2.4 爬楼梯时,每上一阶有一定的概率滑倒并回到起点。已知每个台阶的滑倒概率数组 probability
,每次只能爬1阶或2阶,求成功到达第 n
阶楼梯的概率。
public static double climbStairsWithSlipProb(double[] probability, int n) {
double[] dp = new double[n + 1];
dp[0] = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
double slipProb = i < probability.length? probability[i] : 0;
double successProb = 1 - slipProb;
if (i == 1) {
dp[i] = successProb * dp[i - 1];
} else {
dp[i] = successProb * (dp[i - 1] + dp[i - 2]);
}
}
return dp[n];
}
2.5 楼梯是环形的,即从第 n
阶可以直接到达第 1 阶,每次可以上 1 阶或 2 阶,求从第 1 阶出发经过 m
次上楼梯后回到第 1 阶的方法数。
public static int countWays(int n, int m) {
if (n <= 0 || m <= 0) {
return 0;
}
int[] dp = new int[n];
dp[0] = 1;
for (int i = 1; i < n; i++) {
dp[i] = dp[(i - 1 + n) % n] + dp[(i - 2 + n) % n];
}
int result = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (i == 0) {
if (m % n == 0) {
result += 1;
}
} else {
int times = m / n + (m % n >= i? 1 : 0);
result += dp[i] * times;
}
}
return result;
}
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