笔试编程题必杀技——动态规划

在笔试编程题中,最常见题型莫过于动态规划了,以前一直不太清楚,今天下定决心好好梳理一番。

动态规划是通过组合子问题的解决而解决整个问题的,一个大问题分解成一个小问题,这个小问题再分成小问题,以此类推,直至求出最终结果。

首先看一个把我虐了无数遍的问题:最大子数组的问题。

题目:一个有N个整数元素的一位数组(A[0], A[1],...,A[n-1], A[n]),这个数组当然有很多子数组,那么数组之和的最大值是什么呢?

例如:有数组int A[5] = {-1, 2, 3, -4, 2};符合条件的子数组为2,3,最终答案为5。

明确一下题意:1、子数组必须是连续的。

2、不需要知道最后符合要求的子数组具体是什么,在什么位置。

3、数组中可以包含正数、负数、0。

首先我们看看最简单的也是我当初都不会的穷举法(羞愧ing):

	public static int findMaxSubArray(int[] A, int n){
		int max = Integer.MIN_VALUE;
		for(int i=0; i<n; i++){
			int sum = 0;
			for(int j=i; j<n; j++){
				sum += A[j];
				if(sum > max)
				{
					max = sum;
				}
			}
		}
		return max;
	}

这种方法简单粗暴,依次求出每个子数组之后,找出最大值。

时间复杂度是o(n^2)。

这样的方法会不会有点low呢,面试官们会喜欢吗?当然不!这题他们是想考你动态规划!!!

我们来捋一捋题目,考虑数组的第一个元素和最大的一段数组,即A[0]和(A[I],...,A[j])的关系,有如下情况:

1、当0=i=j时,元素A[0]就是最大的一段

2、当0=i<j时,和最大的一段从A[0]开始

3、当0<i时,元素A[0]和最大的一段没有关系

可以将一个大问题(N个元素数组)转化为一个较小的问题(N-1个元素数组),如果知道(A[1],...,A[n-1])中和最大的一段数组之后为All[1],并且知道(A[1],...,A[n-1])中包含A[1]的和最大的一段数组为start[1],那么不难得出结论:(A[1],...,A[n])中的问题的答案All[0] = max{A[0], A[0]+srart[1], All[1]},通过这么一分析,可能你蒙圈了,但是简而言之,将A[0]和剩下元素分开看,如果知道剩下元素组成的数组的最大子数组之后sum,那么整个数组的最大子数组之后就是A[0],A[0]+sum,
sum三者之间的最大值了。

</pre><pre name="code" class="java">	public static int dongtaifind(int[] A, int n){
		int start = A[n-1];
		int max = A[n-1];
		for(int i=n-2; i>=0; i--){
			start = max(A[i], start+A[i]);
			max = max(start, max);
		}
		return max;
	}
	public static int max(int m, int n){
		if(m >= n)
			return m;
		else {
			return n;
		}
	}

这个问题我们暂时告一段落:

下面看一下更加经典的01背包问题:

有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的体积是c[i],价值是v[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。

我们把题目具体下, 有5个商品,背包的体积为10,他们的体积为 c[5] = {3,5,2,7,4};  价值为 v[5] = {2,4,1,6,5};

一个物品可以放或不放。

如果一个问题的最优解包含了物品n,即Xn = 1,那么其余X1, X2, .....,Xn-1 一定构成子问题1,2,.....,n-1在容量C - cn时的最优解。

如果这个最优解不包含物品n,即Xn = 0; 那么其余 X1, X2.....Xn-1一定构成了子问题 1,2,....n-1在容量C时的最优解。

	public static int MaxValue(int[] c, int[] v, int n, int capacity){
		//c数组代表体积,v数组代表价值,n代表商品个数,S代表背包体积
		int max = 0;
		int[][] table = new int[n+1][capacity+1];
		for(int i=0; i<n; i++){
			for(int k=0; k<capacity; k++){
				table[i][k] = 0;
			}
		}
		for(int i=1; i<=n; i++){
			for(int k=1; k<=capacity; k++){
				if(c[i-1] > k){
					table[i][k] = table[i-1][k];
				}else {
					table[i][k] = max(table[i-1][k], table[i-1][k-c[i-1]]+v[i-1]);
				}
			}
		}
		return table[n][capacity];
	}

参考:http://www.cnblogs.com/bourbon/archive/2011/08/23/2151044.html

时间: 2024-08-16 13:58:46

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