动态规划


1. 连续子数组的最大和

输入一个整型数组,数组中的一个或连续多个整数组成一个子数组。求所有子数组的和的最大值。

要求时间复杂度为O(n)。

示例1:

输入: nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出: 6
解释: 连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6。

作者:Krahets
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/59gq9c/
来源:力扣(LeetCode)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

解题思路:此题用动态规划求解。 可用状态转移公式 f(i) = f(i-1) + nums[i]。 记录下f(i)的最大值即为子数组的最大值。

class Solution {     public int maxSubArray(int[] nums) {         int maxSum = nums[0];         int pre = 0;
        for(int num : nums) {             pre = Math.max(num, pre+num);             maxSum = Math.max(maxSum, pre);         }
        return maxSum;     } }   2.  把数字翻译成字符串

给定一个数字,我们按照如下规则把它翻译为字符串:0 翻译成 “a” ,1 翻译成 “b”,……,11 翻译成 “l”,……,25 翻译成 “z”。一个数字可能有多个翻译。请编程实现一个函数,用来计算一个数字有多少种不同的翻译方法。

示例 1:

输入: 12258
输出: 5
解释: 12258有5种不同的翻译,分别是"bccfi", "bwfi", "bczi", "mcfi"和"mzi"

作者:Krahets
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/99wd55/
来源:力扣(LeetCode)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

解题思路:此题仔细观察和爬楼梯类似,一次可以爬1级或2级。但是爬2级需要条件符合,数字在10-25才能爬2级。

class Solution {     public int translateNum(int num) {         String str = String.valueOf(num);         int a = 1, b = 1;
        for(int i = 2; i <= str.length(); i++) {             String temp = str.substring(i-2, i);             int val = Integer.valueOf(temp);             int c = 0;             if(val >= 10 && val <= 25) {                 c = a + b;             } else {                 c = b;             }             a = b;             b = c;         }
        return b;     } }   3. 礼物的最大价值

在一个 m*n 的棋盘的每一格都放有一个礼物,每个礼物都有一定的价值(价值大于 0)。你可以从棋盘的左上角开始拿格子里的礼物,并每次向右或者向下移动一格、直到到达棋盘的右下角。给定一个棋盘及其上面的礼物的价值,请计算你最多能拿到多少价值的礼物?

示例 1:

输入:
[
  [1,3,1],
  [1,5,1],
  [4,2,1]
]
输出: 12
解释: 路径 1→3→5→2→1 可以拿到最多价值的礼物

作者:Krahets
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/5vokvr/
来源:力扣(LeetCode)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

解题思路:从题意可以推导出,f(x,y) = f(x, y) + max(f(x-1,y) + f(x,y-1). 第一行和第一列只有一个方向可以先计算出来。

class Solution {     public int maxValue(int[][] grid) {         int row = grid.length - 1;         int col = grid[0].length - 1;                  for(int i = 1; i <= col; i++) {             grid[0][i] += grid[0][i-1];         }
        for(int k = 1; k <= row; k++) {             grid[k][0] += grid[k-1][0];         }
        for(int i = 1; i <= row; i++) {             for(int j = 1; j <= col; j++) {                 grid[i][j] += Math.max(grid[i-1][j], grid[i][j-1]);             }         }
        return grid[row][col];     } }     4. 丑数

我们把只包含质因子 2、3 和 5 的数称作丑数(Ugly Number)。求按从小到大的顺序的第 n 个丑数。

解题思路:丑数的递推性质: 丑数只包含因子 2, 3, 5 ,因此有 “丑数 == 某较小丑数 × 某因子”。

示例:

输入: n = 10
输出: 12
解释: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12 是前 10 个丑数。
说明:  

1 是丑数。
n 不超过1690。

作者:Krahets
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/9h3im5/
来源:力扣(LeetCode)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

class Solution {     public int nthUglyNumber(int n) {         if(n < 7) {             return n;         }         int[] dp = new int[n];         dp[0] = 1;         int a =0, b = 0, c = 0;         for(int i = 1; i < n; i++) {             int n2 = dp[a] * 2;             int n3 = dp[b] * 3;             int n5 = dp[c] * 5;
            int res = Math.min(Math.min(n2, n3),n5);             dp[i] = res;             if(res == n2) a++;             if(res == n3) b++;             if(res == n5) c++;         }         return dp[n - 1];          }  }   5.  股票的最大利润  

假设把某股票的价格按照时间先后顺序存储在数组中,请问买卖该股票一次可能获得的最大利润是多少?

示例 1:

输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 5
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。
注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格。
示例 2:

输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

作者:Krahets
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/58nn7r/
来源:力扣(LeetCode)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

解题思路:找到股票的最低点,然后找到和最低点的差价最大的即为最大的利润。

class Solution {     public int maxProfit(int[] prices) {         int minValue = Integer.MAX_VALUE;         int maxProfitVal = 0;
        for(int value : prices) {             minValue = Math.min(value, minValue);             maxProfitVal = Math.max(maxProfitVal, value - minValue);         }
        return maxProfitVal;     } }      

戳气球
有 n 个气球,编号为0 到 n - 1,每个气球上都标有一个数字,这些数字存在数组 nums 中。

现在要求你戳破所有的气球。戳破第 i 个气球,你可以获得 nums[i - 1] * nums[i] * nums[i + 1] 枚硬币。 这里的 i - 1 和 i + 1 代表和 i 相邻的两个气球的序号。如果 i - 1或 i + 1 超出了数组的边界,那么就当它是一个数字为 1 的气球。

求所能获得硬币的最大数量。

示例 1:
输入:nums = [3,1,5,8]
输出:167
解释:
nums = [3,1,5,8] --> [3,5,8] --> [3,8] --> [8] --> []
coins = 3*1*5 + 3*5*8 + 1*3*8 + 1*8*1 = 167
示例 2:

输入:nums = [1,5]
输出:10

作者:力扣 (LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/top-interview-questions-hard/xdiww6/
来源:力扣(LeetCode)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

class Solution {     public int maxCoins(int[] nums) {         int n = nums.length + 2;         int[][] dp = new int[n][n];         int[] val = new int[n];         val[0] = val[n-1] = 1;         for(int i = 1; i < n -1; i++) {             val[i] = nums[i-1];         }
        for(int start = n - 3; start >= 0; start--) {             for(int end = start + 2; end < n; end++) {                 for(int i = start + 1; i < end; i++) {                     int sum = dp[start][i] + dp[i][end] + val[start]*val[i]*val[end];                     dp[start][end] = Math.max(dp[start][end], sum);                 }             }         }
        return dp[0][n-1];     } }