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问题描述:给定一个正整数n,我们需要找到若干个完全平方数,使它们的和等于n,并使得到达和的完全平方数的个数最少。例如,n=12时,可以是4+4+4,总共有3个平方数。
提示:完全平方数是指某个整数的平方,例如1,4,9,16等。给定n的取值范围是在1到104之间。
解题思路:这次问题可以使用动态规划技术来解决。动态规划是一种通过重用中间计算结果来高效地解决问题的方法。我们可以将问题分解为更小的子问题,并保存已经计算出的子问题的解,以便快速解决当前问题。
关键点:
代码实现:
public class Solution { public int numSquares(int n) { int dp[] = new int[n + 1]; for (int i = 1; i <= n; i++) { dp[i] = i; // 最坏情况下,每个数都是1 for (int j = 0; i - j * j >= 0; j++) { dp[i] = Math.min(dp[i], dp[i - j * j] + 1); } } return dp[n]; }}
解释:
初始化:dp数组从1到n初始化为i,这是因为在没有找到更优解的情况下,我们假设需要i个1。
动态转移:对于每个i,从1到n,我们检查从i开始减去j²(j从0开始,j大的平方数尽量大),更新dp[i]为当前最小的平方数个数。每次尝试减去一个平方数后,剩余部分i-j²的值已经在dp中计算过,因此可以快速得到解。
高效性:通过递归地减少问题规模,我们避免了递归可能带来的堆栈溢出问题,并且能够显著减少计算量。每个数字i只需要检查到sqrt(i)的平方数j²,时间复杂度为O(n√n),在n=104的情况下非常高效。
结果:dp[n]将包含由最少完全平方数之和等于n的个数。
该方法利用动态规划技术有效地解决了问题,最少平方数之和的问题得到了优化,并通过示例验证了其准确性和效率。
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