剑指Offer题解——动态规划

文章目录

    • 剑指 Offer 12. 矩阵中的路径
      • 回溯
    • 剑指 Offer 14- I. 剪绳子
      • 动态规划
    • 剑指 Offer 14- II. 剪绳子 II
      • 动态规划
    • 剑指 Offer 19. 正则表达式匹配
      • 解法
    • 剑指 Offer 47. 礼物的最大价值
      • 动态规划
    • 剑指 Offer 63. 股票的最大利润
      • 动态规划
        • 推荐阅读

剑指 Offer 12. 矩阵中的路径

剑指 Offer 12. 矩阵中的路径

请设计一个函数,用来判断在一个矩阵中是否存在一条包含某字符串所有字符的路径。路径可以从矩阵中的任意一格开始,每一步可以在矩阵中向左、右、上、下移动一格。如果一条路径经过了矩阵的某一格,那么该路径不能再次进入该格子。例如,在下面的3×4的矩阵中包含一条字符串“bfce”的路径(路径中的字母用加粗标出)。

[[“a”,“b”,“c”,“e”],
[“s”,“f”,“c”,“s”],
[“a”,“d”,“e”,“e”]]

但矩阵中不包含字符串“abfb”的路径,因为字符串的第一个字符b占据了矩阵中的第一行第二个格子之后,路径不能再次进入这个格子。

示例 1:

输入:board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "ABCCED"
输出:true
示例 2:

输入:board = [["a","b"],["c","d"]], word = "abcd"
输出:false
提示:

1 <= board.length <= 200
1 <= board[i].length <= 200

回溯

class Solution {
    private int m, n;
    private int[][] direction = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
    public boolean exist(char[][] board, String word) {
        if (word == null || word.length() == 0) {
            return true;
        }
        if (board == null || board.length == 0 || board[0].length == 0) {
            return false;
        }
        m = board.length;
        n = board[0].length;
        boolean[][] visited = new boolean[m][n];
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (dfs(0, i, j, visited, board, word)) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
    private boolean dfs(int curLen, int r, int c, boolean[][] visited, char[][] board, String word) {
        if (curLen == word.length()) {
            return true;
        }
        if (r < 0 || r >= m || c < 0 || c >= n || board[r][c] != word.charAt(curLen) || visited[r][c]) {
            return false;
        }
        visited[r][c] = true;
        for (int[] d : direction) {
            if (dfs(curLen + 1, r + d[0], c + d[1], visited, board, word)) {
                return true;
            }
        }
        visited[r][c] = false;
        return false;
    }
}

剑指 Offer 14- I. 剪绳子

剑指 Offer 14- I. 剪绳子

给你一根长度为 n 的绳子,请把绳子剪成整数长度的 m 段(m、n都是整数,n>1并且m>1),每段绳子的长度记为 k[0],k[1]…k[m-1] 。请问 k[0]k[1]…*k[m-1] 可能的最大乘积是多少?例如,当绳子的长度是8时,我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段,此时得到的最大乘积是18。

示例 1:

输入: 2
输出: 1
解释: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1
示例 2:

输入: 10
输出: 36
解释: 10 = 3 + 3 + 4, 3 × 3 × 4 = 36
提示:

2 <= n <= 58

动态规划

class Solution {
    public int cuttingRope(int n) {
        int[] dp = new int[n + 1];
        dp[1] = dp[2] = 1;
        for (int i = 3; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j < i; j++) {
                dp[i] = Math.max(dp[i], Math.max(j * (i - j), dp[i - j] * j));
            }
        }
        return dp[n];
    }
}

剑指 Offer 14- II. 剪绳子 II

剑指 Offer 14- II. 剪绳子 II

给你一根长度为 n 的绳子,请把绳子剪成整数长度的 m 段(m、n都是整数,n>1并且m>1),每段绳子的长度记为 k[0],k[1]…k[m - 1] 。请问 k[0]k[1]…*k[m - 1] 可能的最大乘积是多少?例如,当绳子的长度是8时,我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段,此时得到的最大乘积是18。

答案需要取模 1e9+7(1000000007),如计算初始结果为:1000000008,请返回 1。

示例 1:

输入: 2
输出: 1
解释: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1
示例 2:

输入: 10
输出: 36
解释: 10 = 3 + 3 + 4, 3 × 3 × 4 = 36
 

提示:

2 <= n <= 1000

动态规划

详细题解见https://leetcode-cn.com/problems/jian-sheng-zi-ii-lcof/solution/mian-shi-ti-14-ii-jian-sheng-zi-iitan-xin-er-fen-f/

class Solution {
    public int cuttingRope(int n) {
        if(n <= 3) return n - 1;
        int b = n % 3, p = 1000000007;
        long rem = 1, x = 3;
        for(int a = n / 3 - 1; a > 0; a /= 2) {
            if(a % 2 == 1) rem = (rem * x) % p;
            x = (x * x) % p;
        }
        if(b == 0) return (int)(rem * 3 % p);
        if(b == 1) return (int)(rem * 4 % p);
        return (int)(rem * 6 % p);
    }
}

剑指 Offer 19. 正则表达式匹配

剑指 Offer 19. 正则表达式匹配

请实现一个函数用来匹配包含’. ‘和’‘的正则表达式。模式中的字符’.‘表示任意一个字符,而’'表示它前面的字符可以出现任意次(含0次)。在本题中,匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如,字符串"aaa"与模式"a.a"和"abaca"匹配,但与"aa.a"和"ab*a"均不匹配。

示例 1:

输入:
s = "aa"
p = "a"
输出: false
解释: "a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。
示例 2:

输入:
s = "aa"
p = "a*"
输出: true
解释: 因为 '*' 代表可以匹配零个或多个前面的那一个元素, 在这里前面的元素就是 'a'。因此,字符串 "aa" 可被视为 'a' 重复了一次。
示例 3:

输入:
s = "ab"
p = ".*"
输出: true
解释: ".*" 表示可匹配零个或多个('*')任意字符('.')。
示例 4:

输入:
s = "aab"
p = "c*a*b"
输出: true
解释: 因为 '*' 表示零个或多个,这里 'c' 为 0 个, 'a' 被重复一次。因此可以匹配字符串 "aab"。
示例 5:

输入:
s = "mississippi"
p = "mis*is*p*."
输出: false
s 可能为空,且只包含从 a-z 的小写字母。
p 可能为空,且只包含从 a-z 的小写字母以及字符 . 和 *,无连续的 '*'。

解法

class Solution {
    public boolean isMatch(String s, String p) {
        int m = s.length();
        int n = p.length();
        boolean[][] f = new boolean[m + 1][n + 1];
        f[0][0] = true;
        for (int i = 0; i <= m; ++i) {
            for (int j = 1; j <= n; ++j) {
                if (p.charAt(j - 1) == '*') {
                    f[i][j] = f[i][j - 2];
                    if (matches(s, p, i, j - 1)) {
                        f[i][j] = f[i][j] || f[i - 1][j];
                    }
                } else {
                    if (matches(s, p, i, j)) {
                        f[i][j] = f[i - 1][j - 1];
                    }
                }
            }
        }
        return f[m][n];
    }
    private boolean matches(String s, String p, int i, int j) {
        if (i == 0) {
            return false;
        }
        if (p.charAt(j - 1) == '.') {
            return true;
        }
        return s.charAt(i - 1) == p.charAt(j - 1);
    }
}

剑指 Offer 47. 礼物的最大价值

剑指 Offer 47. 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
 

提示:

0 < grid.length <= 200
0 < grid[0].length <= 200

动态规划

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

剑指 Offer 63. 股票的最大利润

剑指 Offer 63. 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。
 

限制:

0 <= 数组长度 <= 10^5

动态规划

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices == null || prices.length == 0) {
            return 0;
        }
        int minPrices = prices[0];
        int maxProfit = 0;
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            if (minPrices > prices[i]) {
                minPrices = prices[i];
            } else if (prices[i] - minPrices > maxProfit) {
                maxProfit = prices[i] - minPrices;
            }
        }
        return maxProfit;
    }
}

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