题目描述:
Tiling(瓷砖铺设)问题是POJ(北京大学在线评测系统)上的一个经典问题,题目编号为2506。这个问题主要考察动态规划(Dynamic Programming, DP)的应用。
问题描述:
给定一个宽度为2的无限长条形区域,需要用1×2和2×1的瓷砖来铺设。现在要求计算用这些瓷砖铺设长度为n的区域的不同方法数。
输入:
一个整数n(1 ≤ n ≤ 1000),表示需要铺设的区域的长度。
输出:
输出一个整数,表示铺设长度为n的区域的不同方法数。
解题思路:
-
状态定义:
- 设
dp[i]
表示铺设长度为i的区域的不同方法数。
- 设
-
状态转移:
- 对于长度为i的区域,有两种情况:
- 使用一个1×2的瓷砖铺设,剩下的部分长度为i-1,方法数为
dp[i-1]
。 - 使用两个2×1的瓷砖铺设,剩下的部分长度为i-2,方法数为
dp[i-2]
。
- 使用一个1×2的瓷砖铺设,剩下的部分长度为i-1,方法数为
- 因此,状态转移方程为: [ dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2] ]
- 对于长度为i的区域,有两种情况:
-
初始条件:
dp[0] = 1
(长度为0的区域只有一种铺设方法,即什么也不做)。dp[1] = 1
(长度为1的区域只能用一个1×2的瓷砖铺设)。
-
求解过程:
- 从
dp[2]
开始,根据状态转移方程依次计算到dp[n]
。
- 从
代码实现:
#include
using namespace std;
int main() { int n; cin >> n;
vector dp(n + 1);
dp[0] = 1;
dp[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
cout << dp[n] << endl;
return 0;
}
详细解释:
-
输入处理:
- 使用
cin
读取输入的整数n。
- 使用
-
动态规划数组初始化:
- 定义一个大小为
n+1
的vector
数组dp
,用于存储每个长度的铺设方法数。 - 初始化
dp[0]
和dp[1]
为1。
- 定义一个大小为
-
动态规划计算:
- 使用一个循环从2遍历到n,根据状态转移方程
dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
计算每个dp[i]
的值。
- 使用一个循环从2遍历到n,根据状态转移方程
-
输出结果:
- 使用
cout
输出dp[n]
,即长度为n的区域的不同铺设方法数。
- 使用
总结:
这个问题通过动态规划的方法可以高效地求解。关键在于正确地定义状态和状态转移方程,并注意初始化边界条件。代码实现简洁明了,时间复杂度为O(n),空间复杂度也为O(n),适合处理题目给定的n的范围(1 ≤ n ≤ 1000)。
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