前言
打家劫舍问题是一种非常经典的有限制条件的动态规划问题,按理说,不是一种特殊的类型,但是因为力扣上纯纯的出了三道题(1,2,3)来考察,题目的难度是依次递进的,还结合了一种不同的数据结构-二叉树,形成了一道二叉树中的动态规划问题,十分值得关注。
解决方案
打家劫舍是标准的动态规划问题,具备了动态规划需要具备的三个条件。
首先是状态的定义:dp[i]定义为:前i个房子所能偷到的最大金额
第一:最优子结构:小偷想要在偷完所有的(n)房子且不触发警报的情况下,偷得的金额最大,那么就要在前n-1个房子偷的金额最大,依次类推,在前n-2个房子也要最大
第二:状态转移方程:这里就要考虑限制条件,所以提出具体的题目进行分析。
打家劫舍基础
最重要的是我们对状态的定义,这道题状态的定义可以模仿最大子数组中状态的定义。
dp[i]定义为抢劫了前i家所能抢到的最大金额
至于为什么这样定义,因为这样定义才能让我们好写状态转移方程,如果说我们成以第i家为结尾(必须抢第i家)抢到的最大金额。
我们举个栗子:
对于数组:[1,8,3],如果按第二种定义方法,dp[2]等于多少?
dp[0]=1;
dp[1]=8;
dp[2]=1+3=4;
明显的我们看到dp[2]应该等于8,但是由于我们状态的定义,我们必须取到nums[2],所以就是不对的
题目1:198. 打家劫舍
题目描述:
解法
class Solution {public int rob(int[] nums) {//正向去想也可以想明白,关键在于初始状态的赋值if(nums==null || nums.length==0){return 0;}if(nums.length==1){return nums[0];}//前两个数中肯定会选一个的int []dp=new int[nums.length];//状态定义很重要,不然很难弄,这里的状态dp[i]定义为前i个房子所抢的最高金额//状态这样定义后就不用纠结dp[0]到底该赋值什么,不要把它和后面联系起来,现在就看//第0个之前的dp[0]=nums[0];dp[1]=Math.max(nums[0],nums[1]);for(int i=2;i<nums.length;i++){dp[i]=Math.max(dp[i-1],dp[i-2]+nums[i]);}return dp[nums.length-1];}
}
题目2: 213. 打家劫舍 II
题目描述:
相比于第一题,第二题加了限制条件,房子围成了一个圈,那么第一个房子是否抢直接影响到最后一个房子是否能抢(这里其实不能直接论第一个房子是否能抢,因为他要受第二个房子的限制,这里应该理解成第一个房子是否能在被抢的范围内,如果在,那么最后一个房子肯定不在被抢的范围内,如果不在,那么最后一个房子应该在被抢的范围内,因为它可能会让整个抢劫的值最大)
那么根据以上分析,分为两种情况,考虑范围分别为:(0,n-1)与(1,n)
解法
class Solution {public int rob(int[] nums) {if(nums==null || nums.length==0){return 0;}if(nums.length==1){return nums[0];}if(nums.length==2){return Math.max(nums[0],nums[1]);}if(nums.length==3){return Math.max(Math.max(nums[0],nums[1]),nums[2]);}return Math.max(robapart(0,nums.length-1,nums),robapart(1,nums.length,nums));}public int robapart(int begin,int end,int []nums){int []dp=new int[nums.length-1];dp[0]=nums[begin];dp[1]=Math.max(nums[begin],nums[begin+1]);for(int i=2;i<nums.length-1;i++){dp[i]=Math.max(dp[i-1],dp[i-2]+nums[i+begin]);}return dp[nums.length-2];}
}
题目3:337. 打家劫舍 III
题目描述:
这道题的难点在于与树结构进行了结合,一旦与树结构相结合,递推形式的动态规划就十分困难,因为递推的解法对于树结构来说就相当于层次遍历,并不是说层次遍历困难,而是一旦与动态规划的条件结合起来会比较困难,故我们使用递归的形式去做。
这道题的选与不选就是树的一层,比如说选了第一层就不能选第二层,选了第二层就不能选第三层。
/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {* int val;* TreeNode left;* TreeNode right;* TreeNode() {}* TreeNode(int val) { this.val = val; }* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {* this.val = val;* this.left = left;* this.right = right;* }* }*/
class Solution {Map<TreeNode,Integer>memo=new HashMap<>();public int rob(TreeNode root) {//今天学习一种新的做法//我们最少需要几个元素进行递归的考虑,就选择最少的元素//然后进行其中代码的撰写,考虑每个元素做什么就好if(root==null){return 0;}if(memo.containsKey(root)){return memo.get(root);}int sum1=root.val;if(root.left!=null){sum1+=rob(root.left.left)+rob(root.left.right);}if(root.right!=null){sum1+=rob(root.right.left)+rob(root.right.right);}int sum2=rob(root.left)+rob(root.right);int res=Math.max(sum1,sum2);memo.put(root, res);return res;}
}