LeetCode-面试题10.2-青蛙跳台阶问题
来源:力扣(LeetCode)面试题10.2
问题
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
解答
青蛙每次跳台阶的情况有两种:
①跳2级台阶
②跳1级台阶
排列组合解法
分析
假设情况①共出现 x(x >= 0,x <= n/2)
次,则还剩下 n - 2x
级台阶给情况②。那么,青蛙一共跳了 y = x + n - 2x = n - x
次。
那么,问题就转化为:将 x 个完全相同的球放入 y 个有次序的盒子,共有多少种情况?
计算公式为:
times = y*(y-1)*(y-2)*...*(y-x+1)/(1*2*3*....*x)
据此,将 x
从 0
到 n/2
的所有times值累加,即得出结果。
代码
public int numWays(int n) {
int res = 0;
for(int x = 0; x <= n/2; x++){
int y = n - x;
int upper = 1;
int lower = 1;
for(int i = 1; i <= x; i++){
upper *= (y - i + 1);
upper %= 1000000007;
lower *= i;
lower %= 1000000007;
}
res += upper/lower;
}
return res;
}
问题
理论上,这个方法可以计算出结果。
但,经过测试,当 x > 23
时,结果出现错误。
由于 先进行乘法,再进行取模,无法避免 进行乘法时结果溢出的情况。
暂时未找到解决办法。
波菲纳契数列解法
分析
-
设跳上
n
级台阶有f(n)
种跳法。在所有跳法中,青蛙的最后一步只有两种情况:跳上1级或2级台阶 。1.当为1级台阶 :剩下
n - 1
个台阶,此情况共有f(n-1)
种跳法;2.当为2级台阶 :剩下
n - 2
个台阶,此情况共有f(n-2)
种跳法。 -
综上,
f(n) = f(n - 1) + f(n - 2)
。 -
当只有0或1级台阶,青蛙只需要跳1下,即
f(0) = f(1) = 1
。