力扣第 790 题
题目
有两种形状的瓷砖：一种是 2 x 1 的多米诺形，另一种是形如 "L" 的托米诺形。两种形状都可以旋转。
给定整数 n ，返回可以平铺 2 x n 的面板的方法的数量。返回对 109 + 7 取模 的值。
平铺指的是每个正方形都必须有瓷砖覆盖。两个平铺不同，当且仅当面板上有四个方向上的相邻单元中的两个，使得恰好有一个平铺有一个瓷砖占据两个正方形。
示例 1:
输入: n = 3
输出: 5
解释: 五种不同的方法如上所示。
示例 2:
输入: n = 1
输出: 1
提示：
分析
#1
- 假设最后一列竖着铺 1x2，显然转为递归子问题，横着铺两个 1x2，也同理
- 假如最后一列铺 ‘L’ ，则转为求前面铺了 n-1 列且最后一列只铺一个的方法数
- 为了递推，令 f(i,0/1/2) 分别代表平铺了 i-1 列，第 i 列铺了 0/1/2 个的方法数
- 还可以优化为 3 个变量
1
2
3
4
5
6
7
|
mod = 10**9+7
class Solution:
def numTilings(self, n: int) -> int:
a, b, c = 0, 0, 1
for _ in range(n):
a, b, c = c, (2*a+b)%mod, (a+b+c)%mod
return c
|
0 ms
#2
解答
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
|
# 矩阵快速幂优化
mod = 10**9+7
class MatPow:
def __init__(self,A): # k 阶递推式需要给定前 k*2 项
k = len(A)//2
self.f = A[:k]
self.A = A
self.g = self.gen(A)[::-1]
def gen(self,A): # Berlekamp-Massey 算法，给定前 k*2 项 A，返回符合的最短系数组 g
pre_c = []
pre_i, pre_d = -1, 0
g = []
for i,a in enumerate(A):
d = (a-sum(x*A[i-1-j] for j,x in enumerate(g)))%mod
if d == 0:
continue
if pre_i<0: # 首次算错，初始化 g 为 i+1 个 0
g = [0]*(i+1)
pre_i,pre_d = i,d
continue
bias = i-pre_i
old_len = len(g)
new_len = bias + len(pre_c)
if new_len>old_len: # 递推式变长了
tmp = g[:]
g += [0]*(new_len-old_len)
delta = d*pow(pre_d,-1,mod)%mod
g[bias-1] = (g[bias-1]+delta)%mod
for j,c in enumerate(pre_c):
g[bias+j] = (g[bias+j]-delta*c)%mod
if new_len>old_len:
pre_c = tmp
pre_i,pre_d = i,d
return g
def get(self,n): # Kitamasa 算法，给定前 k 项 f 和系数组 g，求第 n 项
def compose(A,B): # 根据 g(n) 的系数组 A 和 g(m) 的系数组 B 计算 g(n+m) 的系数组
C = [0]*k
for a in A:
for j,b in enumerate(B):
C[j] = (C[j]+a*b)%mod
B = [((B[i-1] if i else 0)+B[-1]*g[i])%mod for i in range(k)]
return C
f,g = self.f,self.g
if n<len(f):
return f[n]%mod
k = len(g)
if k == 0:
return 0
if k == 1:
return f[0]*pow(g[0],n,mod)%mod
res = [0]*k
C = [0]*k
res[0] = C[1] = 1
while n:
res = compose(C,res) if n&1 else res
C = compose(C,C)
n >>= 1
return sum(a*b for a,b in zip(res,f))%mod
class Solution:
def numTilings(self, n: int) -> int:
A = [1]
a, b, c = 0, 0, 1
for _ in range(5):
a, b, c = c, (2*a+b)%mod, (a+b+c)%mod
A.append(c)
mp = MatPow(A)
return mp.get(n)
|
1 ms