一道腾讯面试算法题

大家好，我是大彬~

今天给大家分享一道腾讯面试算法题目（LeetCode62题），国庆假期一起充充电~

题目

一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 。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。

问总共有多少条不同的路径？

示例：

输入：m = 3, n = 2

输出：3

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

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/unique-paths
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解题思路

首先了解下动态规划的思想。

动态规划用于处理有重叠子问题的问题。其基本思想：假如要解一个问题，需要先将问题分解成子问题，求出子问题的解，再根据子问题的解得出原问题的解。

动态规划算法会将计算出来的子问题的解存储起来，以便下次遇到同一个子问题的时候直接可以得到该子问题的解，减少重复计算。

动态规划的解题思路：1、状态定义；2、状态转移方程；3、初始状态；4、确定遍历顺序。

接下来分步骤讲解本题目的思路。

1、首先是状态定义。假设 dp[i][j] 是到达 (i, j) 的路径数量，dp[2][2]就是到达(2, 2)的路径数量。

2、然后是状态转移方程。根据题意，只能向右和向下运动，当前位置(i, j)只能从(i-1, j)和(i, j-1)两个方向走过来，由此可以确定状态方程为dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]。

3、初始状态。对于第一行 dp[0][j]和第一列 dp[i][0]，由于都在边界，只有一个方向可以走，所以只能为 1。

4、确定遍历顺序。dp[i][j]是从其上边和左边推导而来，所以按照从左到右，从上到下的顺序来遍历。

代码实现

使用二维数组dp[][]保存中间状态，时间复杂度和空间复杂度都是O(m*n)。

public int uniquePaths(int m, int n) {
    int[][] dp = new int[m][n];
    //初始化
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        dp[0][i] = 1;
    }
    //初始化
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        dp[i][0] = 1;
    }
    for (int i = 1; i < m; i++) {
        for (int j = 1; j < n; j++) {
            //状态方程
            dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1];
        }
    }
    return dp[m - 1][n - 1];
}

优化1：根据状态转移方程dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]可知，只需要保存当前行与上一行的数据即可，空间复杂度可以优化为O(2n)，具体代码如下：

public int uniquePaths(int m, int n) {
    int[] preRow = new int[n];
    int[] curRow = new int[n];
    //初始化
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        preRow[i] = 1;
        curRow[i] = 1;
    }
    for (int i = 1; i < m; i++){
        for (int j = 1; j < n; j++){
            curRow[j] = curRow[j-1] + preRow[j];
        }
        preRow = curRow.clone();
    }
    return curRow[n-1];
}

优化2：上述代码还可以继续优化，对于curRow[j] = curRow[j-1] + preRow[j]，在未赋值之前curRow[j]就是当前行第i行的上一行第j列的值（这里可能不太好理解，小伙伴们好好思考一下），也就是说未赋值之前curRow[j]与preRow[j]相等，因此curRow[j] = curRow[j-1] + preRow[j]可以写成curRow[j] += curRow[j-1]，优化1代码中的preRow数组可以不用，只需要curRow数组即可，代码如下：

public int uniquePaths(int m, int n) {
    int[] curRow = new int[n];
    //初始化
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        curRow[i] = 1;
    }
    for (int i = 1; i < m; i++){
        for (int j = 1; j < n; j++){
            curRow[j] += curRow[j-1];
        }
    }
    return curRow[n-1];
}

这道腾讯面试题，算是动态规划里面比较简单的题目，虽然不难，但是在面试时氛围比较紧张的情况下，想要一次性bug free做出来，并且做到最优解，还是有点难度的。

希望大家阅读后有所收获~