青蛙跳台阶问题

题目描述

来源于 https://leetcode-cn.com/

一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级台阶。求该青蛙跳上一个 n 级的台阶总共有多少种跳法。

答案需要取模 1e9+7(1000000007),如计算初始结果为:1000000008,请返回 1。

示例 1:

输入:n = 2
输出:2

示例 2:

输入:n = 7
输出:21

提示:

  • 0 <= n <= 100

注意:本题与主站 70 题相同:https://leetcode-cn.com/problems/climbing-stairs/

解法一:自顶向下

登上 n 级台阶,有两种可能:从 n-1 级台阶跨一级台阶上来,或者从 n-2 级台阶跨两级上来。设登上 n 级台阶的可能性数量为 F(n) 则:

F(n) = F(n-1) + F(n-2)

这可以写个递归轻松解决,因为其中涉及很多重复计算,可以加个备忘录。

class Solution {
public:
    int numWays(int n) {
        return num_ways(n);
    }

    int num_ways(int n){
        if(n == 0 || n == 1){
            return 1;
        }

        auto it = cache.find(n);
        if(it != cache.end()){
            return cache[n];
        }

        cache[n] = num_ways(n-1) + num_ways(n-2);
        cache[n] %= 1000000007L;

        return cache[n];
    }
private:
    unordered_map<int, int> cache;
};

解法二:自底向上

观察递推公式 F(n) = F(n-1) + F(n-2),这不就是斐波那契数列吗,设置初始状态,不断累加即可。

class Solution {
public:
    int numWays(int n) {
        const long max_val = 1000000007L;
        if(n == 0) return 1;
        if(n == 1) return 1;
        long a = 1, b = 1;
        for(int i=1; i<n; i++){
            b = a + b;
            a = b - a;
            b %= max_val;
        }
        return b;
    }
};