【C++动态规划】1411. 给 N x 3 网格图涂色的方案数|1844

本文涉及知识点

C++动态规划

LeetCode1411. 给 N x 3 网格图涂色的方案数

提示
你有一个 n x 3 的网格图 grid ，你需要用 红，黄，绿 三种颜色之一给每一个格子上色，且确保相邻格子颜色不同（也就是有相同水平边或者垂直边的格子颜色不同）。
给你网格图的行数 n 。
请你返回给 grid 涂色的方案数。由于答案可能会非常大，请你返回答案对 10^9 + 7 取余的结果。
示例 1：

输入：n = 1
输出：12
解释：总共有 12 种可行的方法：
示例 2：
输入：n = 2
输出：54
示例 3：
输入：n = 3
输出：246
示例 4：
输入：n = 7
输出：106494
示例 5：
输入：n = 5000
输出：30228214
提示：
n == grid.length
grid[i].length == 3
1 <= n <= 5000

动态规划

v[i] 记录一行颜色的方案，如：{0,1,2}表示一行第一列是红色，第二列是黄色，第三列是绿色。
v的下标就是此方案的编号。M = v.size()
neiBo[i]记录所有可以和方案i相邻的行方案编号。

动态规划的状态表示

dp[i][j]记录第i行，最后一行方案为j的方案数。

动态规划的填报顺序

枚举前置状态,i = 0 to n-2， j =0 to M-1

动态规划的转移方程

j1 ∈ \in ∈ nieBo[j]
dp[i+1][j1] += dp[i][j];

动态规划的初始值

dp[0]为1，其它全为0。

动态规划的返回值

dp.back()之和

代码

template<int MOD =1000000007>classC1097Int{public:C1097Int(longlong llData =0):m_iData(llData% MOD){} C1097Int operator+(const C1097Int& o)const{returnC1097Int(((longlong)m_iData + o.m_iData)% MOD);} C1097Int&operator+=(const C1097Int& o){ m_iData =((longlong)m_iData + o.m_iData)% MOD;return*this;} C1097Int&operator-=(const C1097Int& o){ m_iData =(m_iData + MOD - o.m_iData)% MOD;return*this;} C1097Int operator-(const C1097Int& o){returnC1097Int((m_iData + MOD - o.m_iData)% MOD);} C1097Int operator*(const C1097Int& o)const{return((longlong)m_iData * o.m_iData)% MOD;} C1097Int&operator*=(const C1097Int& o){ m_iData =((longlong)m_iData * o.m_iData)% MOD;return*this;} C1097Int operator/(const C1097Int& o)const{return*this* o.PowNegative1();} C1097Int&operator/=(const C1097Int& o){*this/= o.PowNegative1();return*this;}booloperator==(const C1097Int& o)const{return m_iData == o.m_iData;}booloperator<(const C1097Int& o)const{return m_iData < o.m_iData;} C1097Int pow(longlong n)const{ C1097Int iRet =1, iCur =*this;while(n){if(n &1){ iRet *= iCur;} iCur *= iCur; n >>=1;}return iRet;} C1097Int PowNegative1()const{returnpow(MOD -2);}intToInt()const{return m_iData;}private:int m_iData =0;;};classSolution{public:intnumOfWays(int n){ vector<vector<int>> v; vector<int>tmp(3);for(tmp[0]=0;tmp[0]<3; tmp[0]++)for(tmp[1]=0; tmp[1]<3; tmp[1]++)for(tmp[2]=0; tmp[2]<3; tmp[2]++){if((tmp[0]== tmp[1])||(tmp[1]== tmp[2]))continue; v.emplace_back(tmp);} vector<vector<int>>neiBo(v.size());for(int i =0; i < v.size();i++)for(int j =0; j < v.size(); j++){if(v[i][0]== v[j][0])continue;if(v[i][1]== v[j][1])continue;if(v[i][2]== v[j][2])continue; neiBo[i].emplace_back(j);} vector<C1097Int<>>pre(v.size(),1);for(int i =1; i < n; i++){ vector<C1097Int<>>dp(v.size());for(int j =0; j < v.size(); j++){for(int j1 : neiBo[j]){ dp[j1]+= pre[j];}} pre.swap(dp);}auto ans =accumulate(pre.begin(), pre.end(), C1097Int<>());return ans.ToInt();}};

单元测试

TEST_METHOD(TestMethod11){auto res =Solution().numOfWays(1);AssertEx(12, res);}TEST_METHOD(TestMethod12){auto res =Solution().numOfWays(2);AssertEx(54, res);}TEST_METHOD(TestMethod13){auto res =Solution().numOfWays(3);AssertEx(246, res);}TEST_METHOD(TestMethod14){auto res =Solution().numOfWays(7);AssertEx(106494, res);}TEST_METHOD(TestMethod15){auto res =Solution().numOfWays(5000);AssertEx(30228214, res);}

扩展阅读

视频课程

先学简单的课程，请移步ZEEKLOG学院，听白银讲师（也就是鄙人）的讲解。
https://edu.ZEEKLOG.net/course/detail/38771
如何你想快速形成战斗了，为老板分忧，请学习C#入职培训、C++入职培训等课程
https://edu.ZEEKLOG.net/lecturer/6176

测试环境

操作系统：win7 开发环境： VS2019 C++17
或者 操作系统：win10 开发环境： VS2022 C++17
如无特殊说明，本算法用**C++**实现。