【算法分析与设计】跳跃游戏

题目

给定一个长度为 n 的 0 索引整数数组 nums。初始位置为 nums[0]

每个元素 nums[i] 表示从索引 i 向前跳转的最大长度。换句话说,如果你在 nums[i] 处,你可以跳转到任意 nums[i + j] 处:

  • 0 <= j <= nums[i] 
  • i + j < n

返回到达 nums[n - 1] 的最小跳跃次数。生成的测试用例可以到达 nums[n - 1]

示例

示例 1:

输入: nums = [2,3,1,1,4]
输出: 2
解释: 跳到最后一个位置的最小跳跃数是 2。
     从下标为 0 跳到下标为 1 的位置,跳 1 步,然后跳 3 步到达数组的最后一个位置。

示例 2:

输入: nums = [2,3,0,1,4]
输出: 2

思想(动态规划)

        动态规划,无非就是利用历史记录,来避免我们的重复计算。而这些历史记录,我们得需要一些变量来保存,一般是用一维数组或者二维数组来保存。下面我们先来讲下做动态规划题很重要的三个步骤,

        第一步骤:定义数组元素的含义,上面说了,我们会用一个数组,来保存历史数组,假设用一维数组 dp[] 吧。这个时候有一个非常非常重要的点,就是规定你这个数组元素的含义,例如你的 dp[i] 是代表什么意思?

        第二步骤:找出数组元素之间的关系式,我觉得动态规划,还是有一点类似于我们高中学习时的归纳法的,当我们要计算 dp[n] 时,是可以利用 dp[n-1],dp[n-2]…..dp[1],来推出 dp[n] 的,也就是可以利用历史数据来推出新的元素值,所以我们要找出数组元素之间的关系式,例如 dp[n] = dp[n-1] + dp[n-2],这个就是他们的关系式了。而这一步,也是最难的一步,后面我会讲几种类型的题来说。

        第三步骤:找出初始值。学过数学归纳法的都知道,虽然我们知道了数组元素之间的关系式,例如 dp[n] = dp[n-1] + dp[n-2],我们可以通过 dp[n-1] 和 dp[n-2] 来计算 dp[n],但是,我们得知道初始值啊,例如一直推下去的话,会由 dp[3] = dp[2] + dp[1]。而 dp[2] 和 dp[1] 是不能再分解的了,所以我们必须要能够直接获得 dp[2] 和 dp[1] 的值,而这,就是所谓的初始值

        由了初始值,并且有了数组元素之间的关系式,那么我们就可以得到 dp[n] 的值了,而 dp[n] 的含义是由你来定义的,你想求什么,就定义它是什么,这样,这道题也就解出来了。

算法分析与设计

状态定义
dp[i]为跳跃到第i个元素时最小的跳跃数。
转移方程
我们对于当前i,应该是由[0,i-1]的元素跳到i来的,假设0<=j<i$$j+nums[j]>i,那么可以从dp[j]+1转移到dp[i],所以我们要在所有的这种情况中选最小的
dp[i]=min(dp[i],dp[j]+1 if j+nums[j]>i);
初始化
如果当前只有1个元素,那么认为已经到达了,dp[0]=0

这是样例里的,只有一个元素时,最小跳跃次数为0

dp数组默认要求最小,所以初始化为最大值
注意
这里把dp[0]认为有一个元素,当然也可以是dp[1]认为是一个元素。只不过对应边界要改

代码实现

class Solution {
    public int jump(int[] nums) {
        int n=nums.length;
        int[] dp=new int[n];
        dp[0]=0;
        for(int i=1;i<n;i++){
            dp[i]=n;
        }
        for(int i=1;i<n;i++){
            for(int j=0;j<i;j++){
                if(nums[j]+j>=i){
                    dp[i]=Math.min(dp[j]+1,dp[i]);
                }
            }
        }
    
    return dp[n-1];
    }
}

运行结果

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