深入理解動態規劃DP

2022-09-08 20:39:19 字數 1784 閱讀 5541

通過最近對於一些演算法題的思考,越來越發現動態規劃方法的在時間上高效性,往往該問題可以輕鬆的找到暴力破解的方法,其時間複雜度卻不盡人意。下面來看看幾個常見的動態規劃思路的經典問題f(

n):表

示n階樓

梯有多少

種走法f

(n)=

f(n−

1)+f

(n−2

)f(1

)=1,

f(2)

=2例二:01揹包問題

有n個重量和價值分別為vector weight, vector value的物品;揹包最大負重為w,求能用揹包裝下的物品的最大價值?

輸入:n =4

weight=2, 1, 3, 2

value =3, 2, 4, 2

w=5

輸出=7 dp

[i][

j]表示

前i號物

品中能選

出重量在

j之內的

最大價值

dp[i

][j]

=max

(dp[

i−1]

[j],

dp[i

−1][

j−w[

i]]+

v[i]

);例三:最大連續子串行和

如給定陣列[-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]

連續的子陣列為[4,-1,2,1]有最大和6 f(

j+1)

為以下標

j結尾的

連續子序

列和的最

大值f(

j+1)

=max

(f(j

)+a[

j],a

[j])

targ

et=m

axf[

j]思考:最大連續子串行乘積

如給定陣列[-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]

連續的子陣列為[4,-1,2,1]有最大和6 f(

j+1)

為以下標

j結尾的

連續子序

列最大乘

積值(1

)狀態轉移方程如何表示呢:

這裡我們知道a[j]可能為正數(或0)或負數,那麼當a[j]為正數,期望前j個乘積為正數,若為負數,則期望前面的為負數。故我們需定義兩個函式來確定我們的狀態轉移方程: fm

ax(j

+1)=

max(

max(

fmax

(j)∗

a[j]

,a[j

]),f

min(

j)∗a

[j])

fmin

(j+1

)=mi

n(mi

n(fm

in(j

)∗a[

j],a

[j])

,fma

x(j)

∗a[j

])(2

)1.通過以上動態問題問題的分析,可以看出最重要的是定義好相應的問題,然後寫出狀態轉移方程,往往這也是整個問題求解最能考察你分析能力的過程。能夠用動態規劃求解的問題有兩類性質:

a.重疊子問題

採用遞推方式,比如上例要求出10階樓梯走法,那麼最後一步是踏一步上來或者踏2步上來,最後轉化為相應的子問題,子問題深入求解就包含了重疊的子問題,所以自頂向下的實現並不高效,常採用備忘錄方式儲存子問題的最優解,自底向上更高效。

b.最優子結構:

往往子問題的最優解可以推出原問題的最優解

動態規劃深入理解

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