题目:
Given a m x n grid filled with non-negative numbers, find a path from top left to bottom right which minimizes the sum of all numbers along its path.
Note: You can only move either down or right at any point in time.
思路:
本题回溯法即可得到答案。但是关于回溯是否会超时,一般情况下都会。这种题目的目的就是使用DP求解。因此我并没有考虑回溯。
既然使用DP,就需要知道其状态时怎么变化的。题目中Note强调,移动只能从左向右或从上向下。这是DP求解的关键条件。也就是说
某个待定状态的左边和上面的状态都已经是确定的。在本题中,状态表示权值之和,即sum of the numbers passed.
而第一行和第一列的状态呢?第一行,没有从上往下,因此,其状态只能来源于左边。
同理,第一列的状态只能来自于上面。这就是状态的初始化,将该状态记录在一个新的数组w中,该数组大小跟所给矩阵grid一样即可。
分别在w的第一行和第一列初始化状态。
之后的每个w的位置,都是从左往右,从上往下计算,即逐行遍历。每一个元素都有来自上方的状态和来自左边的状态,到底用哪个方向呢?这是需要
状态转移方程:
w[i][j] = min{w[i-1][j]+grid[i][j],w[i][j-1]+grid[i][j]}
选择最小的即可。
等计算到i=m,j=n的时候,w[i][j]就是最小值。
为了解释方便,以下为一个实例:
3 | 6 | 2 | 4 |
4 | 5 | 7 | 1 |
2 | 1 | 9 | 8 |
2 | 6 | 7 | 6 |
3 | 9 | 11 | 15 |
7 | a | ||
9 | |||
11 |
3 | 9 | 11 | 15 |
7 | 12 | 18 | 16 |
9 | 10 | 19 | 24 |
11 | 16 | 23 | 29 |
如表,a的位置需要计算来自上面的9和来自左边的7,从而选择一个最小的。
该题不属于贪心,因为贪心不关心其他无关的状态,不会记录非路径上的状态值,因此也就无法从全局的角度去全面考虑到最优解。
拓展:如果需要得到路径,则只需要从w[m][n]出发,依次向前一个状态寻找即可,当前状态-当前grid值=上一个状态,则上一个grid元素就一定在这个路径上。
但是该方法不能找到所有最优路径。假设,最优路径不止一条,则该方法只能顺藤摸瓜的找到某一条。
AC代码:
public int minPathSum(int[][] grid) { int m = grid.length; int n = grid[0].length; int[][] w = new int[m][n]; w[0][0] = grid[0][0]; for(int i=1;i<n;i++){ w[0][i] = w[0][i-1]+grid[0][i]; } for(int i=1;i<m;i++){ w[i][0] = w[i-1][0]+grid[i][0]; } for(int i=1;i<m;i++){ for(int j=1;j<n;j++){ int fromUp = w[i-1][j]+grid[i][j]; int fromLeft = w[i][j-1]+grid[i][j]; w[i][j] = fromLeft<fromUp?fromLeft:fromUp; } } return w[m-1][n-1]; }