题目:
字符串只有可能有A、B、C三个字母组成,如果任何紧邻的三个字母相同,就非法。求长度为n的合法字符串有多少个?
比如: ABBBCA是非法,ACCBCCA是合法的。
思路:
1、枚举方法:
数学组合问题,枚举所有情况,然后判断是否为合法串,并统计个数。
时间复杂度:O(3^n)
2、动态规划:
假设:
dp[i][0]:长度为i的、最后两位不同的合法串的个数
dp[i][1]:长度为i的、最后两位相同的合法串的个数
(可以想想为什么要这么假设?)
那么状态转移方程为:
dp[i][0] = (dp[i-1][0] * 2 + dp[i-1][1] * 2)
dp[i][1] = dp[i-1][0]
(字符串只包含ABC三个字符,上述的方程也很好理解)
初始值:
dp[1][0]=3;
dp[1][1]=0;
结果:
dp[n][0]+dp[n][1]
时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)
空间复杂度优化:
dp[i][0],dp[i][1]只与前面的dp[i-1][0],dp[i-1][1]有关,因此通过两个变量就可以实现状态转移关系,将空间复杂度降为O(1)。
代码:
当n的取值很大时,需将代码中的int换成long long,这是编程时必须考虑的问题。
#include <iostream> #include <vector> using namespace std; // Time Complexity O(N) // Space Complexity O(2N) int NumOfIllegalString_1(int n){ vector<vector<int> > dp(n+1,vector<int>(2,0)); dp[1][0]=3; dp[1][1]=0; for(int i=2;i<=n;i++){ dp[i][0]=dp[i-1][0]*2+dp[i-1][1]*2; dp[i][1]=dp[i-1][0]; } return dp[n][0]+dp[n][1]; } // Time Complexity O(N) // Space Complexity O(1) int NumOfIllegalString_2(int n){ int last_0=3; int last_1=0; int tmp; for(int i=2;i<=n;i++){ tmp=last_0; last_0=last_0*2+last_1*2; last_1=tmp; } return last_0+last_1; } int main() { int n=4; cout << NumOfIllegalString_2(n) << endl; return 0; }