【特殊子序列 DP】力扣552. 学生出勤记录 II

发布于:2024-12-18 ⋅ 阅读:(100) ⋅ 点赞:(0)

可以用字符串表示一个学生的出勤记录,其中的每个字符用来标记当天的出勤情况(缺勤、迟到、到场)。记录中只含下面三种字符:
‘A’:Absent,缺勤
‘L’:Late,迟到
‘P’:Present,到场
如果学生能够 同时 满足下面两个条件,则可以获得出勤奖励:

按 总出勤 计,学生缺勤(‘A’)严格 少于两天。
学生 不会 存在 连续 3 天或 连续 3 天以上的迟到(‘L’)记录。
给你一个整数 n ,表示出勤记录的长度(次数)。请你返回记录长度为 n 时,可能获得出勤奖励的记录情况 数量 。答案可能很大,所以返回对 109 + 7 取余 的结果。

示例 1:
输入:n = 2
输出:8
解释:
有 8 种长度为 2 的记录将被视为可奖励:
“PP” , “AP”, “PA”, “LP”, “PL”, “AL”, “LA”, “LL”
只有"AA"不会被视为可奖励,因为缺勤次数为 2 次(需要少于 2 次)。

示例 2:
输入:n = 1
输出:3

示例 3:
输入:n = 10101
输出:183236316
在这里插入图片描述

动态规划

class Solution {
public:
    int checkRecord(int n) {
        int MOD = 1e9 + 7;
        vector<vector<vector<int>>> dp(n + 1, vector<vector<int>>(2, vector<int>(3)));
        dp[0][0][0] = 1;
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            //以P为结尾的数量
            for(int j = 0; j <= 1; j++){
                for(int k = 0; k <= 2; k++){
                    dp[i][j][0] = (dp[i][j][0] + dp[i-1][j][k]) % MOD;
                } 
            }

            //以A结尾的数量
            for(int k = 0; k <= 2; k++){
                dp[i][1][0] = (dp[i][1][0] + dp[i-1][0][k]) % MOD;
            }

            //以L为结尾的数量
            for(int j = 0; j <= 1; j++){
                for(int k = 1; k <= 2; k++){
                    dp[i][j][k] = (dp[i][j][k] + dp[i-1][j][k-1]);
                }
            }
        }
        int sum = 0;
        for(int j = 0; j <= 1; j++){
            for(int k = 0; k <= 2; k++){
                sum = (sum + dp[n][j][k]) % MOD;
            }
        }
        return sum;
    }
};

这道题我们要储存三个状态,一个是天数,一个是缺勤的次数,一个是最后几天连续迟到的天数。我们定义一个三维数组dp[i][j][k]来表示。我们可以根据最后一天的到课情况来进行状态转移。首先当以P为结尾的时候,说明是到课的,那么就是说前一天只要是能得到出勤奖励,那么这一天也一定会有出勤奖励,得到状态转移方程dp[i][j][0] = (dp[i][j][0] + dp[i-1][j][k]) % MOD,j和k枚举可能的所有情况。

如果最后一天是A,那么就说明要满足出勤奖励,则前一天不能有缺勤的情况,因为缺勤两次就无法满足出勤奖励,得到状态转移方程dp[i][1][0] = (dp[i][1][0] + dp[i-1][0][k]) % MOD

如果最后一天是L,那么说明最后一天迟到了,那么前一天最多只能迟到一次,否则最后一天无法满足出勤奖励,所以得出状态转移方程 dp[i][j][k] = (dp[i][j][k] + dp[i-1][j][k-1])

最后我们定义一个变量sum,将第前n天的所有的j和k都枚举,加到sum中即可。


空间优化

class Solution {
public:
    int checkRecord(int n) {
        int MOD = 1e9 + 7;
        vector<vector<int>> dp(2, vector<int>(3));
        dp[0][0] = 1;
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            vector<vector<int>> dpNew(2, vector<int>(3));
            //以P为结尾的数量
            for(int j = 0; j <= 1; j++){
                for(int k = 0; k <= 2; k++){
                    dpNew[j][0] = (dpNew[j][0] + dp[j][k]) % MOD;
   
            }

            //以A结尾的数量
            for(int k = 0; k <= 2; k++){
                dpNew[1][0] = (dpNew[1][0] + dp[0][k]) % MOD;
            }

            //以L为结尾的数量
            for(int j = 0; j <= 1; j++){
                for(int k = 1; k <= 2; k++){
                    dpNew[j][k] = (dpNew[j][k] + dp[j][k-1]) % MOD;
                }
            }
            
            dp = dpNew;
        }
        int sum = 0;
        for(int j = 0; j <= 1; j++){
            for(int k = 0; k <= 2; k++){
                sum = (sum + dp[j][k]) % MOD;
            }
        }
        return sum;
    }
};

由于状态转移都是从i-1转移到i,所以我们可以定义一个dpNew来记录当前状态,我们就可以省略掉存储i的空间。


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