動態規劃思想 石子合併問題

2021-08-08 02:09:04 字數 4027 閱讀 1554

描述:
在乙個圓形操場的四周擺放著n 堆石子。現要將石子有次序地合併成一堆。
規定每次只能選相鄰的2 堆石子合併成新的一堆,並將新的一堆石子數記為該次合併的得分。
試設計乙個演算法,計算出將n堆石子合併成一堆的最小得分和最大得分。

開始以為通過貪心演算法可能很快解決問題,可是是行不通的。

首先我們可以把這麼堆石子看成一列

我們假如5堆的石子,其中石子數分別為7,6,5,7,100

•按照貪心法,合併的過程如下:

每次合併得分

第一次合併  7  6   5   7    100   =11

第二次合併  7   11     7   100=18

第三次合併  18    7    100 =25

第四次合併   25   100 =125

總得分=11+18+25+125=179

•另一種合併方案

每次合併得分

第一次合併  7  6   5   7    100   ->13

第二次合併  13   5     7   100->12

第三次合併  13    12    100 ->25

第四次合併   25   100 ->125

總得分=13+12+25+125=175

顯然利用貪心來做是錯誤的,貪心演算法在子過程中得出的解只是區域性最優,而不能保證使得全域性的值最優。

如果n-1次合併的全域性最優解包含了每一次合併的子問題的最優解,那麼經這樣的n-1次合併後的得分總和必然是最優的。

因此我們需要通過動態規劃演算法來求出最優解。

在此我們假設有n堆石子,一字排開,合併相鄰兩堆的石子,每合併兩堆石子得到乙個分數,最終合併後總分數最少的。

我們設m(i,j)定義為第i堆石子到第j堆石子合併後的最少總分數。a(i)為第i堆石子得石子數量。

當合併的石子堆為1堆時,很明顯m(i,i)的分數為0;

當合併的石子堆為2堆時,m(i,i+1)的分數為a(i)+a(i+1);

當合併的石子堆為3堆時,m(i,i+2)的分數為min((m(i,i)+m(i+1,i+2)+sum(i,i+2)),(m(i,i+1)+m(i+2,i+2)+sum(i,i+2));

當合併的石子堆為4堆時......

**實現如下:

開始以為通過貪心演算法可能很快解決問題,可是是行不通的。

首先我們可以把這麼堆石子看成一列

我們假如5堆的石子,其中石子數分別為7,6,5,7,100

•按照貪心法,合併的過程如下:

每次合併得分

第一次合併  7  6   5   7    100   =11

第二次合併  7   11     7   100=18

第三次合併  18    7    100 =25

第四次合併   25   100 =125

總得分=11+18+25+125=179

•另一種合併方案

每次合併得分

第一次合併  7  6   5   7    100   ->13

第二次合併  13   5     7   100->12

第三次合併  13    12    100 ->25

第四次合併   25   100 ->125

總得分=13+12+25+125=175

顯然利用貪心來做是錯誤的,貪心演算法在子過程中得出的解只是區域性最優,而不能保證使得全域性的值最優。

如果n-1次合併的全域性最優解包含了每一次合併的子問題的最優解,那麼經這樣的n-1次合併後的得分總和必然是最優的。

因此我們需要通過動態規劃演算法來求出最優解。

在此我們假設有n堆石子,一字排開,合併相鄰兩堆的石子,每合併兩堆石子得到乙個分數,最終合併後總分數最少的。

我們設m(i,j)定義為第i堆石子到第j堆石子合併後的最少總分數。a(i)為第i堆石子得石子數量。

當合併的石子堆為1堆時,很明顯m(i,i)的分數為0;

當合併的石子堆為2堆時,m(i,i+1)的分數為a(i)+a(i+1);

當合併的石子堆為3堆時,m(i,i+2)的分數為min((m(i,i)+m(i+1,i+2)+sum(i,i+2)),(m(i,i+1)+m(i+2,i+2)+sum(i,i+2));

當合併的石子堆為4堆時......

**實現如下:

開始以為通過貪心演算法可能很快解決問題,可是是行不通的。

首先我們可以把這麼堆石子看成一列

我們假如5堆的石子,其中石子數分別為7,6,5,7,100

•按照貪心法,合併的過程如下:

每次合併得分

第一次合併  7  6   5   7    100   =11

第二次合併  7   11     7   100=18

第三次合併  18    7    100 =25

第四次合併   25   100 =125

總得分=11+18+25+125=179

•另一種合併方案

每次合併得分

第一次合併  7  6   5   7    100   ->13

第二次合併  13   5     7   100->12

第三次合併  13    12    100 ->25

第四次合併   25   100 ->125

總得分=13+12+25+125=175

顯然利用貪心來做是錯誤的,貪心演算法在子過程中得出的解只是區域性最優,而不能保證使得全域性的值最優。

如果n-1次合併的全域性最優解包含了每一次合併的子問題的最優解,那麼經這樣的n-1次合併後的得分總和必然是最優的。

因此我們需要通過動態規劃演算法來求出最優解。

在此我們假設有n堆石子,一字排開,合併相鄰兩堆的石子,每合併兩堆石子得到乙個分數,最終合併後總分數最少的。

我們設m(i,j)定義為第i堆石子到第j堆石子合併後的最少總分數。a(i)為第i堆石子得石子數量。

當合併的石子堆為1堆時,很明顯m(i,i)的分數為0;

當合併的石子堆為2堆時,m(i,i+1)的分數為a(i)+a(i+1);

當合併的石子堆為3堆時,m(i,i+2)的分數為min((m(i,i)+m(i+1,i+2)+sum(i,i+2)),(m(i,i+1)+m(i+2,i+2)+sum(i,i+2));

當合併的石子堆為4堆時......

**實現如下:

#include#define n 100

/* *求合併過程中

*最少合併堆數目

**/int matrixchain_min(int p[n],int n)

int min=0;

//當乙個單獨合併時,m[i][i]設為0,表示沒有石子

for(int g = 1;g<=n;g++) m[g][g]=0;

//當相鄰的兩堆石子合併時,此時的m很容易可以看出是兩者之和

for(int i=1;i<=n-1;i++)

//當相鄰的3堆以及到最後的n堆時,執行以下迴圈

for(int r=3; r<=n;r++)

for(int i=1;i<=n-r+1;i++)

}max=m[1][n];

return max;

}int main()

stone[n]=cache;

min_cache= matrixchain_min(stone,n);

max_cache= matrixchain_max(stone,n);

if(min_cachemax)

max=max_cache;

}printf("%d\n",min);

printf("%d\n",max);

return 1;

}

動態規劃 石子合併

題目描述 在乙個圓形操場的四周擺放n堆石子,現要將石子有次序地合併成一堆.規定每次只能選相鄰的2堆合併成新的一堆,並將新的一堆的石子數,記為該次合併的得分。試設計出1個演算法,計算出將n堆石子合併成1堆的最小得分和最大得分.輸入輸出格式 輸入格式 資料的第1行試正整數n,1 n 100,表示有n堆石...

石子合併動態規劃

在乙個園形操場的四周擺放n堆石子 n 100 現要將石子有次序地合併成一堆。規定每次只能選相鄰的兩堆合併成新的一堆,並將新的一堆的石子數,記為該次合併的得分。編一程式,由檔案讀入堆數n及每堆的石子數 20 選擇一種合併石子的方案,使得做n 1次合併,得分的總和最小 選擇一種合併石子的方案,使得做n ...

石子合併問題 動態規劃 解法1

在乙個圓形操場的四周擺放著n堆石子。現要將石子有次序地合併成一堆。規定每次只能選相鄰的2堆石子合併成新的一堆,並將新的一堆石子數記為該次合併的得分。試設計乙個演算法,計算出將n堆石子合併成一堆的最小得分和最大得分。假設有n堆石子需要合併,可以設計乙個2 n 1個元素的陣列來儲存每堆石子的個數。分析最...