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,并给出相应的解空间的代码实现

时间: 2023-12-14 18:35:57 浏览: 118
问题分析: 本题是一道典型的动态规划问题,可以使用分支限界法来解决。我们可以定义一个二维数组dp,其中dp[i][j]表示从起点到(i,j)位置的最小路径和。因为每次只能向下或向右移动一步,所以我们可以得出状态转移方程:dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i][j-1]) + grid[i][j],其中grid[i][j]表示网格中该位置的数字。 算法原理: 在分支限界法中,我们需要维护一个优先队列,队列中存储的是状态节点。每次从队列中取出具有最小路径和的节点进行扩展,扩展出的子节点加入队列,并更新当前最小路径和。当遇到终点时,更新全局最小路径和。 Java代码实现: ```java import java.util.*; public class Solution { public int minPathSum(int[][] grid) { int m = grid.length, n = grid[0].length; int[][] dp = new int[m][n]; PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.sum - b.sum); pq.offer(new Node(0, 0, grid[0][0])); while (!pq.isEmpty()) { Node node = pq.poll(); int i = node.i, j = node.j, sum = node.sum; if (i == m - 1 && j == n - 1) return sum; // reach the end if (i + 1 < m) pq.offer(new Node(i + 1, j, sum + grid[i + 1][j])); // move down if (j + 1 < n) pq.offer(new Node(i, j + 1, sum + grid[i][j + 1])); // move right } return 0; } } class Node { int i, j, sum; public Node(int i, int j, int sum) { this.i = i; this.j = j; this.sum = sum; } } ``` 解空间的代码实现: ```java public int minPathSum(int[][] grid) { int m = grid.length, n = grid[0].length; int[][] dp = new int[m][n]; PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.sum - b.sum); pq.offer(new Node(0, 0, grid[0][0])); while (!pq.isEmpty()) { Node node = pq.poll(); int i = node.i, j = node.j, sum = node.sum; if (i == m - 1 && j == n - 1) return sum; // reach the end if (i + 1 < m) pq.offer(new Node(i + 1, j, sum + grid[i + 1][j])); // move down if (j + 1 < n) pq.offer(new Node(i, j + 1, sum + grid[i][j + 1])); // move right System.out.println("Expand node (" + i + ", " + j + "), sum = " + sum); System.out.print("Queue: "); for (Node q : pq) { System.out.print("(" + q.i + ", " + q.j + ") -> " + q.sum + ", "); } System.out.println(); } return 0; } ```

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