62. 不同路径

题目描述:

一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。

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(在下图中标记为 “Finish” )。

问总共有多少条不同的路径?

示例 1:

输入:m = 3, n = 7 
输出:28 

示例 2:

输入:m = 3, n = 2 
输出:3 
解释: 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

示例 3:

输入:m = 7, n = 3 
输出:28

示例 4:

输入:m = 3, n = 3 
输出:6

提示:

  • 1 <= m, n <= 100
  • 题目数据保证答案小于等于 2 * 109

解题分析及思路:

由于机器人只能向下或者向右移动,所以对于机器人所在位置(i,j),那么他的上一步有两种可能:

  • 如果向下走一步,那么会从 (i−1,j) 走过来;
  • 如果向右走一步,那么会从(i,j−1)走过来。

所以对应的状态转移方程为:f(i,j)=f(i−1,j)+f(i,j−1)

所以我们可以定义一个长宽为m*n的二维数组,表示机器人能够走到(i,j)的不同的路径条数。

最后,最终的答案即为 f(m−1,n−1)

那么对应动态规划解法:

  1. 定义状态: 在这个问题中,状态可以定义为到达每个位置时的不同路径数量。我们使用二维数组 dp 表示状态,其中 dp[i][j] 表示到达网格位置 (i, j) 时的不同路径数量。

  2. 找到状态转移方程: 机器人每次只能向下或者向右移动一步,因此到达当前位置 (i, j) 的不同路径数量等于到达上方位置 (i-1, j) 和到达左方位置 (i, j-1) 的路径数量之和。状态转移方程可以表示为:

dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]
  1. 初始化: 在初始化阶段,我们遍历第一行和第一列,将每个位置的路径数量初始化为1,因为机器人只能向下或向右移动,所以沿着第一行和第一列的路径数量都只有一种。

  2. 递推求解: 通过嵌套循环遍历整个二维数组,根据状态转移方程计算每个位置的不同路径数量。

  3. 计算最终结果: 最终结果即为到达右下角位置 (m-1, n-1) 时的不同路径数量。

func uniquePaths(m int, n int) int {
	var dp = make([][]int, m)
	// init dp
	for i := 0; i < m; i++ {
		dp[i] = make([]int, n)
	}
	for i := 0; i < m; i++ {
		dp[i][0] = 1
	}
	for i := 0; i < n; i++ {
		dp[0][i] = 1
	}
	for i := 1; i < m; i++ {
		for j := 1; j < n; j++ {
			dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]
		}
	}
	return dp[m-1][n-1]
}

复杂度:

  • 时间复杂度:O(M*N),其中 M 为 m 的值,N 为 n 的值。
  • 空间复杂度:O(M*N),其中 M 为 m 的值,N 为 n 的值。

执行结果:

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  • 内存消耗:2 MB,击败了61.56% 的Go用户

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