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完全平方数

时间:2020-01-19 12:24:19      阅读:57      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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题目

给定正整数 n,找到若干个完全平方数(比如 1, 4, 9, 16, ...)使得它们的和等于 n。你需要让组成和的完全平方数的个数最少。

示例 1:

输入: n = 12
输出: 3 
解释: 12 = 4 + 4 + 4.

示例 2:

输入: n = 13
输出: 2
解释: 13 = 4 + 9.

 

题解

解法一:  BFS广度优先遍历

当每一次都可以判断出多种情况,有多次的时候就适合用BFS-广度优先遍历
使用BFS应注意:
队列:用来存储每一轮遍历得到的节点;
标记:对于遍历过的节点,应该将它标记,防止重复遍历。

我们将它第一个平方数可能出现的情况做分析 只要 i * i < n 就行
再在此基础上进行二次可能出现的平方数分析
注意:为了节省遍历的时间,曾经( n - 以前出现的平方数) 这个值出现过,则在此出现这样的数时直接忽略。

举个栗子:

技术图片

 

 

public class Node {
        int val;
        int step;

        public Node(int val, int step) {
            this.val = val;
            this.step = step;
        }
    }


    public int numSquares(int n) {
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(new Node(n, 1));
        boolean record[] = new boolean[n];
        while (!queue.isEmpty()) {
            int val = queue.peek().val;
            int step = queue.peek().step;
            queue.remove();
            // 每一层的广度遍历
            for (int i = 1;; i++) {
                int nextVal = val - i * i;
                // 说明已到最大平方数
                if (nextVal < 0)
                    break;

                // 由于是广度遍历,所以当遍历到0时,肯定是最短路径
                if(nextVal == 0)
                    return step;
                
                // 当再次出现时没有必要加入,因为在该节点的路径长度肯定不小于第一次出现的路径长
                if(!record[nextVal]){
                queue.add(new Node(nextVal,step + 1));
                record[nextVal] = true;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

 

解法二: 动态规划

首先初始化长度为n+1的数组dp,每个位置都为0

如果n0,则结果为0

对数组进行遍历,下标为i, 每次都将当前数字先更新为最大的结果,即dp[i]=i,比如i=4,最坏结果为4=1+1+1+1即为4个数字

动态转移方程为:dp[i] = MIN(dp[i], dp[i - j * j] + 1)i表示当前数字,j*j表示平方数

时间复杂度:O(n*sqrt(n)),sqrt为平方根

public int numSquares(int n) {
    int[] dp = new int[n + 1]; // 默认初始化值都为0
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i] = i; // 最坏的情况就是每次+1
        for (int j = 1; i - j * j >= 0; j++) {
            dp[i] = Math.min(dp[i], dp[i - j * j] + 1); // 动态转移方程
        }
    }
    return dp[n];
}

完全平方数

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原文地址:https://www.cnblogs.com/guohai-stronger/p/12212981.html

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