如何计算 1x1、1x2、2x1 瓷砖的可能组合有多少种可以填充 2 x N 地板?

问题描述 投票:0回答:3

我刚刚做了一个技术测试,并对这个任务感到困惑。我的目标是了解如何解决这个“覆盖地板”问题。老实说,我不知道从哪里开始。

任务是:

  1. 有2层xN层。
  2. 我们有 1x1、1x2、2x1 瓷砖来填充地板。

问题是:

  1. Solution(1)
    预期输出为 2,实际输出为 2。
  2. 但是,
    Solution(2)
    预期产出是7,实际产出是3。

目前的解决方案是:

  1. 1x1 总是可以填满 2 x N 层,所以可能的方法从 1 开始。
  2. 如果剩余楼层 mod 2 为 0 那么可能的方式增加 1。

当前解决方案的问题是它不区分 1x2 和 2x1 的图块。因此,对于

Solution(2)
,实际输出是 3 而不是 7。

代码

package main

import "fmt"

// Solution is your solution code.
func Solution(n int) int {
    possibleWays := 1

    floorArea := 2 * n
    // Your code starts here.

    for i := floorArea - 1; i >= 0; i-- {
        residualFloorArea := floorArea - i
        fmt.Println(i, residualFloorArea)
        if residualFloorArea%2 == 0 {
            fmt.Println("punch")
            possibleWays += 1
        }
    }

    return possibleWays
}

func main() {
    fmt.Println(Solution(1))
    fmt.Println("next")
    fmt.Println(Solution(2))
}
go
3个回答
1
投票

更具描述性且详尽的尝试:

称覆盖2xN网格的方式数量为x_n,覆盖2xN+1网格的方式数量为y_n,覆盖2xN+2网格的方式数量为z_n。

基本案例:

  • x_0 = 1,y_0 = 1,z_0 = 2
  • x_1 = 2,y_1 = 3,z_1 = 5

归纳步骤,N >= 2:

       -- --
      |  |  |
 -- -- -- --  ...
|xx|  |  |  |
 -- -- -- --

考虑 2xN + 2 网格的最左边的单元格,如果它被 1x1 瓦片覆盖,那么剩下的就是 2xN + 1 网格,否则,它被 1x2 瓦片覆盖,剩下的就是 2xN 网格。因此,

z_n = x_n + y_n

    -- --
   |  |  |
 -- -- --  ...
|xx|  |  |
 -- -- --

考虑 2xN + 1 网格的最左边的单元格,如果它被 1x1 瓦片覆盖,剩余的将是 2xN 网格,否则,它被 1x2 瓦片覆盖,剩余的将是 2x(N-1) + 1 个网格。因此,

y_n = x_n + y_(n-1)

 -- --
|xx|  |
 -- --  ...
|  |  |
 -- --

考虑 2xN 网格的左上角,如果它被 1x1 块覆盖,则剩余将是 2x(N-1) + 1 网格,如果它被 1x2 块覆盖,剩余将是 2x( N-2) + 2 个网格,否则,它被 2x1 的图块覆盖,剩余的将是 2x(N-1) 的网格。因此:

x_n = y_(n-1) + z_(n-2) + x_(n-1)

将 z_n 替换为 x_n + y_n,我们有:

  • x_n = x_(n-1) + x_(n-2) + y_(n-1) + y_(n-2)
  • y_n = x_n + y_(n-1)

现在,只需迭代计算每个值:

package main

import "fmt"

// Solution is your solution code.
func Solution(n int) int {
    if n == 0 {
        return 1
    } else if n == 1 {
        return 2
    }

    x := make([]int, n + 1)
    y := make([]int, n + 1)
    x[0] = 1
    y[0] = 1
    x[1] = 2
    y[1] = 3

    for i := 2; i <= n; i++ {
        x[i] = x[i - 1] + x[i - 2] + y[i - 1] + y[i - 2]
        y[i] = x[i] + y[i - 1]
    }

    return x[n]
}

func main() {
    fmt.Println(Solution(1))
    fmt.Println("next")
    fmt.Println(Solution(2))
}

你可以不做切片,但这更容易理解。 游乐场示范


1
投票

这主要是一个简单的组合难题,而不是编程练习。诀窍是计算平铺 2xN 网格的方式数量,以及前两个方格之一已填充的 2xN 网格。这给出了递归关系,可以通过计算来解决。

设 F(N) 为平铺 2xN 网格的方式数,G(N) 为平铺前两个方格之一已填充的网格的方式数。

我们可以枚举从左侧开始填充网格的方法(注意不要计算两次):

A...
A...

A...
BB..

AA..
B...

A...
B...

AA..
BB..

因此,F(N) = 2F(N-1) + 2G(N-1) + F(N-2)

G 也一样(这里# 是已经填满的那一块):

#...
A...

#...
AA..

所以 G(N) = F(N-1) + G(N-1)

我们还有基本情况:F(0) = 1、G(0)=0、F(1) = 2、G(1) = 1。

根据这些递推关系,我们可以在 O(N) 算术运算中迭代地解决问题:

package main

import "fmt"

func F(N int) int {
    f0, f1 := 1, 2
    g1 := 1
    for i := 0; i < N; i++ {
        f1, g1, f0 = 2*f1+2*g1+f0, f1+g1, f1
    }
    return f0
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(i, F(i))
    }
}

0
投票

另一种方法是使用第一个 2x1 图块上的案例来计算排列(或者如果它从未出现过)。

首先,用 1x1 和 1x2 块来平铺 $1 imes k$ 网格的方法数量为 $F_{k+1}$。我将把它作为练习来证明斐波那契递归成立[提示:考虑最后一个图块是 1x1 还是 1x2]。

现在用 $S_k$ 表示 $2 imes k$ 地板的平铺。请注意,任一行(或列)中必须有偶数个 $1 imes 1$,以便我们可以在第一个垂直 1x2 上使用案例。如果它出现在位置 $k$,则问题相当于 $(F_k)^2S_{n-k}$,因为我们需要独立平铺两行 $1 imes (k-1)$。如果它根本没有出现,我们出于同样的原因添加 $(F_{n+1})^2$ 。求和产生类似于加泰罗尼亚数的递归。给定初始条件 $S_0 = 1, S_1 = 2$,我们有 $S_n = \sum_{k=1}^n (F_k)^2S_{n-k} + (F_{n+1})^2$ 所以第一个几个术语是: [1, 2, 7, 22, 71, 228, 733, 2356, 7573, \点。] (请注意,序列以 $S_0$ 开头,而不是 $S_1$。

© www.soinside.com 2019 - 2024. All rights reserved.