给定一个m×n的网格,每个格子上包含一个非负整数。在网格上移动时,每次只能向下或者向右移动一步。请找出一条从左上角到右下角的路径,使得路径上的数字总和为最小。 样列1: 输入:grid = [[1,3,1],[1,5,1],[4,2,1]] 输出:7 解释:因为路径 1→3→1→1→1 的总和最小。 样列2: 输入:grid = [[1,2,3],[4,5,6]] 输出:12 解释:因为路径 1→2→3→6 的总和最小。 1-2、请用分支限界法解决此问题,问题分析与算法原理,用java代码实现

时间: 2023-12-14 22:35:39 浏览: 38
问题分析: 这道题可以通过动态规划或分支限界法来解决。这里我们采用分支限界法。 首先,我们定义一个状态类(State),用于存储当前状态的信息。其中包括当前所在的行数(row)、列数(col)、已走过的路径长度(len)和路径上的数字总和(sum)。 接着,我们使用一个优先队列(priority queue)来存储所有的状态。队列中的状态按照路径上的数字总和从小到大排序,每次取出队首元素(即当前数字总和最小的状态),并扩展出其所有可行的子状态,并将这些子状态加入队列中。 当队列为空时,我们就找到了从左上角到右下角数字总和最小的路径。 算法原理: 1. 将起点状态加入队列中。 2. 当队列不为空时,取出队首元素(即当前数字总和最小的状态),并扩展出其所有可行的子状态,并将这些子状态加入队列中。 3. 对于每个子状态,计算其路径上的数字总和,并将其加入队列中。 4. 如果当前状态为终点状态,则更新最小数字总和,并终止搜索。 Java代码实现: ```java import java.util.*; public class Solution { // 定义状态类 static class State implements Comparable<State> { int row, col, len, sum; public State(int row, int col, int len, int sum) { this.row = row; this.col = col; this.len = len; this.sum = sum; } // 重写 compareTo 方法,使状态按照数字总和从小到大排序 @Override public int compareTo(State other) { return Integer.compare(this.sum, other.sum); } } public static int minPathSum(int[][] grid) { int m = grid.length, n = grid[0].length; boolean[][] visited = new boolean[m][n]; PriorityQueue<State> pq = new PriorityQueue<>(); pq.offer(new State(0, 0, 1, grid[0][0])); while (!pq.isEmpty()) { State curr = pq.poll(); visited[curr.row][curr.col] = true; if (curr.row == m - 1 && curr.col == n - 1) { return curr.sum; } if (curr.row + 1 < m && !visited[curr.row + 1][curr.col]) { pq.offer(new State(curr.row + 1, curr.col, curr.len + 1, curr.sum + grid[curr.row + 1][curr.col])); } if (curr.col + 1 < n && !visited[curr.row][curr.col + 1]) { pq.offer(new State(curr.row, curr.col + 1, curr.len + 1, curr.sum + grid[curr.row][curr.col + 1])); } } return -1; } public static void main(String[] args) { int[][] grid1 = {{1, 3, 1}, {1, 5, 1}, {4, 2, 1}}; System.out.println(minPathSum(grid1)); // expect 7 int[][] grid2 = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; System.out.println(minPathSum(grid2)); // expect 12 } } ```

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