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剑指offer 动画图解 | 矩形覆盖 用递归的思路解题

程序员文章站 2022-05-30 10:15:34
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通过刷题剑指offer,可以有效提升面试的成功率,这是因为技术岗位的面试总是离不开算法题。如果想要在算法题方面表现得好的话,刷题是唯一的捷径。

正所谓:书山有路勤为径

题目描述

我们可以用2x1的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个2x1的小矩形无重叠地覆盖一个2xn的大矩形,总共有多少种方法?

比如n=3时,2x3的矩形块有3种覆盖方法:

剑指offer 动画图解 | 矩形覆盖 用递归的思路解题

解题思路

这一题可以用递归的思想来解决。首先我们先来看看几个基本情况下,有几种覆盖方法。

剑指offer 动画图解 | 矩形覆盖 用递归的思路解题

从图中可以看到,当 n = 1 的时候,我们有一种覆盖方法,当 n = 2 的时候,我们有两种覆盖方法。

这个时候我们可以运用递归的思维,思考当 n + 1 的时候会发生什么事情?

剑指offer 动画图解 | 矩形覆盖 用递归的思路解题

由上图可见,当我们要尝试覆盖多出来的一块 2x1 区域时,我们可以有两种摆法,分别是竖着摆放一块 2x1 的矩形,或是横着摆放两块 2x1 的矩形,而这分别又取决于 n 与 n - 1 的覆盖方法

因此我们可以得出结论:

f(n+1) = f(n) + f(n-1)

算法

根据公式:

f(n+1) = f(n) + f(n-1)

可以看出来这是一个递归公式。因此我们可以直接写一个递归函数

// 递归效率: O(2^n) 效率不理想
public int RectCover(int target) {
    if (target == 0) {
        return 0;
    } else if (target == 1) {
        return 1;
    } else if (target == 2) {
        return 2;
    }

    return RectCover(target - 1) + RectCover(target - 2);
    
}

然而该递归函数的效率不是很理想,我们可以改成循坏的方法来改进算法的效率。

// 循环效率: O(n) 效率理想
public int RectCover(int target) {
    if (target == 0) {
        return 0;
    } else if (target == 1) {
        return 1;
    } else if (target == 2) {
        return 2;
    }

    int temp1 = 1;
    int temp2 = 2;
    int result = 0;
    
    for (int i = 2; i < target; i++) {
        result = temp1 + temp2;
        temp1 = temp2;
        temp2 = result;
    }
    
    return result;
}

至于为什么递归效率比较差,读者们可以参考我们之前的斐波那契数列的分析文章,里面有关于递归方面题目的分析,值得一读。