【算法刷题日记之本手篇】另类加法与走方格的方案数

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未见花闻 发表于 2022/07/31 22:27:57 2022/07/31
【摘要】 本篇文章介绍来自牛客试题广场的两道题题解,分别为【另类加法】和【走方格的方案数】,展示语言java。

⭐️前面的话⭐️

本篇文章介绍来自牛客试题广场的两道题题解,分别为【另类加法】和【走方格的方案数】,展示语言java。

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📆首发时间:🌴2022年7月31日🌴
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⭐️另类加法⭐️

🔐题目详情

给定两个int AB。编写一个函数返回A+B的值,但不得使用+或其他算数运算符。

测试样例:

1,2
返回:3

题目链接:不用加减乘除做加法

💡解题思路

基本思路: 位运算

解题思路1: 不让我使用加法,我为什么要听你话,我偏要用,反正也能过。

前置知识:

  • ^运算符相当于不进位相加。
  • &可以判断两操作数位是否都为1,我们可以用来判断是否需要进位。
  • <<左移运算符,可以将操作数位左移。

解题思路2:
假设两数为ab,我们可以使用^来进行不进位的加法a^b,为了知道哪些位需要进位,在执行此步骤之前,先得到tmp = (a&b)<<1的值,这句语句的意思就是得到两数都为1的位,左移1位是为了方便实现进位操作,因为进位不就是在某位的前一位进1吗?

如果tmp==0,表示不需要进位,那么此时我们的加法运算也就结束了,如果tmp!=0,我们需要将tmp与上次无进位加法得到的值再次进行无进位相加,并更新tmp的值,直到tmp0,才能判定加法已经完成了。

有关^为什么是无进位加法,更详细的内容请参考:剑指 Offer 65. 不用加减乘除做加法

🔑源代码

解题思路2代码:

import java.util.*;

public class UnusualAdd {
    public int addAB(int a, int b) {
        // write code here
        while (b != 0) {
            int tmp = (a & b) << 1;
            a ^= b;
            b = tmp;
        }
        return a;
    }
}

🌱总结

不用加减乘除做加法,最容易想到的方法就是位运算,通过了解各种位运算的特点,找出模拟加法的适当方法。
力扣同源题:
371. 两整数之和
面试题 17.01. 不用加号的加法
力扣类似题:
面试题 08.05. 递归乘法
29. 两数相除
50. Pow(x, n)
69. Sqrt(x)
面试题 16.07. 最大数值

⭐️走方格的方案数⭐️

🔐题目详情

请计算n*m的棋盘格子(n为横向的格子数,m为竖向的格子数)从棋盘左上角出发沿着边缘线从左上角走到右下角,总共有多少种走法,要求不能走回头路,即:只能往右和往下走,不能往左和往上走。

注:沿棋盘格之间的边缘线行走

数据范围: 1≤n,m≤8

输入描述:

输入两个正整数n和m,用空格隔开。(1≤n,m≤8)

输出描述:

输出一行结果

示例1

输入:

2 2

输出:

6

题目链接:走方格的方案数

💡解题思路

基本思路: 动态规划

解题思路:
首先我们来分析题目,简单来说题目告诉我们棋盘的行n与列m,我们将行数记为row,列数记为col,然后沿着这个row*col的棋盘中的分割线进行行走,那么其实就是从这个方格边缘线上的一端走到另外一端,对于row*col大小棋盘,在水平方向,他有col个格子,因此就有col+1个端点,同理在竖直方向有row+1个端点。

题目,让我们求从左上角顶点到右下角顶点的路径数,只能向右或向左走。
1
2
这道题是典型的路径问题,我们考虑动态规划,我们设左上角为原点,坐标为 ( 0 , 0 ) (0, 0) ,则终点右下角顶点的坐标为 ( r o w , c o l ) (row,col)

状态定义: 定义 f [ i ] [ j ] f[i][j] 表示从原点到 ( i , j ) (i,j) 位置的路径数。
确定初始状态: i = 0 , j = 0 i = 0,j=0 时,可以理解从原点到原点,那么路径数为 1 1 ,即 f [ 0 ] [ 0 ] = 1 f[0][0]=1
状态转移方程: 三种情况:

  • i = 0 , j > 0 i=0,j>0 ,点 ( i , j ) (i,j) 在棋盘上边界,只能经过点 ( i , j 1 ) (i,j-1) 运动到点 ( i , j ) (i,j) ,此时 f [ i ] [ j ] = f [ i ] [ j 1 ] f[i][j]=f[i][j-1]
  • i > 0 , j = 0 i>0,j=0 ,点 ( i , j ) (i,j) 在棋盘左边界,只能经过点 ( i 1 , j ) (i-1,j) 运动到点 ( i , j ) (i,j) ,此时 f [ i ] [ j ] = f [ i 1 ] [ j ] f[i][j]=f[i-1][j]
  • i > 0 , j > 0 i>0,j>0 ,点 ( i , j ) (i,j) 不在棋盘左边界与上边界,那么要么经过点 ( i 1 , j ) (i-1,j) 运动到点 ( i , j ) (i,j) ,要么经过点 ( i , j 1 ) (i,j-1) 运动到点 ( i , j ) (i,j) ,此时路径总数应为 f [ i ] [ j ] = f [ i 1 ] [ j ] + f [ i ] [ j 1 ] f[i][j]=f[i-1][j]+f[i][j-1]

综上分析状态转移方程就出来了:

f [ i ] [ j ] = { f [ i ] [ j ] = 1 , i = 0 , j = 0 f [ i ] [ j ] = f [ i ] [ j 1 ] , i = 0 , j > 0 f [ i ] [ j ] = f [ i 1 ] [ j ] , i > 0 , j = 0 f [ i ] [ j ] = f [ i 1 ] [ j ] + f [ i ] [ j 1 ] , i > 0 , j > 0 f[i][j]=\left\{ \begin{array}{c} f[i][j]=1,i=0,j=0\\ f[i][j]=f[i][j-1], i=0,j>0\\ f[i][j]=f[i-1][j], i>0,j=0\\ f[i][j]=f[i-1][j]+f[i][j-1], i>0,j>0 \end{array} \right.

🔑源代码

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //沿着边缘线走,那就相当于原网格的顶点作为一个新的格子,顶点数是输入数据(m+1)*(n+1)
        int row = sc.nextInt();
        int col = sc.nextInt();
        
        //路径动态规划
        //状态定义:定义f[i][j]为从(0,0)走到(i,j)位置的路径数
        int[][] f = new int[row+1][col+1];
        //确定初始状态:f[0][0]=1,(0,0)走到(0,0)位置的路径数可以理解为1种
        f[0][0] = 1;
        //状态转移方程:情况1:i=0,j>0,f[i][j]=f[i][j-1](在网格上边缘,路径数为左边那一格的路径数)
        //情况2:i>0,j=0,f[i][j]=f[i-1][j](在网格左边缘,路径数为上边那一格的路径数)
        //情况3:i>0,j>0,f[i][j]=f[i-1][j]+f[i][j-1](不在网格上与左边缘,路径数为左边那一格的路径数加上路径数为上边那一格的路径数)
        for (int i = 0; i <= row; i++) {
            for (int j = 0; j <= col; j++) {
                if (i == 0 && j > 0) {
                    //情况1:
                    f[i][j] = f[i][j-1];
                } else if (i > 0 && j == 0) {
                    //情况2:
                    f[i][j] = f[i-1][j];
                } else if (i > 0 && j > 0) {
                    //情况3:
                    f[i][j] = f[i-1][j] + f[i][j-1];
                }
            }
        }
        System.out.println(f[row][col]);
    }
}

🌱总结

本题为路径问题,常见的解题思路为动态规划,重点是知道如何状态定义,确定初始状态和推导状转移方程。

类似题:
62. 不同路径
63. 不同路径 II

升级题:
64. 最小路径和
120. 三角形最小路径和
931. 下降路径最小和

困难题:
1289. 下降路径最小和 II

推荐参考读物:DP - 路径问题
1

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