动态规划——算法总结(三)

动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中,可能会有许多可行解。每一个解都对应于一个值,我们希望找到具有最优值的解。动态规划算法与分治法类似,其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解。与分治法不同的是,适合于用动态规划求解的问题,经分解得到子问题往往不是互相独立的。若用分治法来解这类问题,则分解得到的子问题数目太多,有些子问题被重复计算了很多次。如果我们能够保存已解决的子问题的答案,而在需要时再找出已求得的答案,这样就可以避免大量的重复计算,节省时间。我们可以用一个表来记录所有已解的子问题的答案。不管该子问题以后是否被用到,只要它被计算过,就将其结果填入表中。这就是动态规划法的基本思路。具体的动态规划算法多种多样,但它们具有相同的填表格式。

如果大家对于动态规划不是很熟悉的话,可能看着上面一段文字会不知所云,我一般的学习方法是首先扫描一下基本定义,不深究(有点不求甚解的味道),然后去看一些实例,结合自己的体会,最后再回顾,精读一下定义,这样我对定义才能够真正的理解。下面我们依托一个经典的算法问题来体现上面这段文字的思想,0-1背包问题在算法学习中可谓是必修课程,一般在讲动态规划问题的时候都会用到这个例子。

问题描述:一个旅行者有一个最多能用M公斤的背包,现在有N件物品, 它们的重量分别是W1,W2,...,Wn, 它们的价值分别为P1,P2,...,Pn. 若每种物品只有一件   在不超过M公斤的前提下,求旅行者能获得最大总价值的方案。

输入格式:M,N   W1,P1   W2,P2    ......

问题分析:最基础的背包问题,特点是:每种物品仅有一件,可以选择放或不放。用子问题定义状态:即f[i][j]表示前i件物品恰放入一个容量为j的背包可以获得的最大价值。则其状态转移方程便是:f[i][j] = max{f[i-1][j], f[i-1][j-w[i]]+P[i]}   则问题就迎刃而解了。

动态规划算法的基本思想是:将待求解的问题分解成若干个相互联系的子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解;对于重复出现的子问题,只在第一次遇到的时候对它进行求解,并把答案保存起来,让以后再次遇到时直接引用答案,不必重新求解。动态规划算法将问题的解决方案视为一系列决策的结果,与贪婪算法不同的是,在贪婪算法中,每采用一次贪婪准则,便做出一个不可撤回的决策;而在动态规划算法中,还要考察每个最优决策序列中是否包含一个最优决策子序列,即问题是否具有最优子结构性质。

时间: 2024-07-28 12:42:56

动态规划——算法总结(三)的相关文章

动态规划算法实例三则

动态规划属于不好理解的计算机基本算法之一. 需要经过多次实践,才能体会其精妙之处. 其精妙的地方在于:降低运算量. 下面通过实例理解动态规划解题思路. 实例一:求数组的最大连续和子数组.参考文章 用动态规划来解,首先得考虑状态和状态转移方程.如果我们把题述数组看成序列,那么是不是可以用序列DP来考虑呢? 我们不妨考虑一个这样的序列:1,-3,5,-2,4 a[i]表示这个序列的第 i 个元素,dp[i]表示最后一个元素是a[i]的最大连续和(此乃状态,是不是跟LIS的DP解法有点类似),于是:

揭露动态规划真面目——算法第三章上机实践报告

算法第三章上机实践报告 一.        实践题目 7-2 最大子段和 (40 分) 给定n个整数(可能为负数)组成的序列a[1],a[2],a[3],…,a[n],求该序列如a[i]+a[i+1]+…+a[j]的子段和的最大值.当所给的整数均为负数时,定义子段和为0. 要求算法的时间复杂度为O(n). 输入格式: 输入有两行: 第一行是n值(1<=n<=10000): 第二行是n个整数. 输出格式: 输出最大子段和. 输入样例: 在这里给出一组输入.例如: 6 -2 11 -4 13 -5

算法学习三阶段

?? 第一阶段:练经典经常使用算法,以下的每一个算法给我打上十到二十遍,同一时候自己精简代码, 由于太经常使用,所以要练到写时不用想,10-15分钟内打完,甚至关掉显示器都能够把程序打 出来. 1.最短路(Floyd.Dijstra,BellmanFord) 2.最小生成树(先写个prim,kruscal 要用并查集,不好写) 3.大数(高精度)加减乘除 4.二分查找. (代码可在五行以内) 5.叉乘.判线段相交.然后写个凸包. 6.BFS.DFS,同一时候熟练hash 表(要熟,要灵活,代码要

动态规划分析总结——如何设计和实现动态规划算法

进行算法设计的时候,时常有这样的体会:如果已经知道一道题目可以用动态规划求解,那么很容易找到相应的动态规划算法并实现:动态规划算法的难度不在于实现,而在于分析和设计-- 首先你得知道这道题目需要用动态规划来求解.本文,我们主要在分析动态规划在算法分析设计和实现中的应用,讲解动态规划的原理.设计和实现.在很多情况下,可能我们能直观地想到动态规划的算法:但是有些情况下动态规划算法却比较隐蔽,难以发现.本文,主要为你解答这个最大的疑惑:什么类型的问题可以使用动态规划算法?应该如何设计动态规划算法? 动

动态规划算法之滚动数组的求解(C++)

虽然接触动态规划算法已经有一段时间,给一个01背包问题,能够做到一个表格简单粗暴下去,然后求得结果,但心里总觉得对这个算法理解十分不到位,抱着对算法的热爱,网上很多大牛的算法思维实在让我佩服的五体投地.在此讲一讲动态规划中滚动数组的求解方法,算是对这个知识点做一个记录,也希望有写的不妥的地方,大家能不吝赐教. 首先,我们先看看"滚动数组"的例题,大家可以参考http://www.lintcode.com/en/problem/house-robber/ 题意大概就是说:一个盗贼要去偷盗

动态规划算法的理解

什么是动态规划算法? 动态规划算法其实质就是分治思想和解决冗余.因此它与分治法和贪心法类似,都是将待求解问题分解为更小的,相同的子问题,然后对子问题进行求解,最终产生一个整体最优解. 适合采用动态规划法求解的问题,经分解得到的各个子问题往往不是相互独立的.在求解过程中,将已解决的子问题的解进行保存,在需要时可以轻松地找出. 示例如下: Fibonacci数列       0   n=0 f(n)=  1   n=1 f(n-1)+f(n-2)    n>1 如果n=4,则f(4)=f(3)+f(

动态规划 算法(DP)

多阶段决策过程(multistep decision process)是指这样一类特殊的活动过程,过程可以按时间顺序分解成若干个相互联系的阶段,在每一个阶段都需要做出决策,全部过程的决策是一个决策序列.动态规划(dynamic programming)算法是解决多阶段决策过程最优化问题的一种常用方法,难度比较大,技巧性也很强.利用动态规划算法,可以优雅而高效地解决很多贪婪算法或分治算法不能解决的问题.动态规划算法的基本思想是:将待求解的问题分解成若干个相互联系的子问题,先求解子问题,然后从这些子

贪心算法和动态规划算法

动态规划和贪心算法都是一种递推算法 即均由局部最优解来推导全局最优解 (不从整体最优解出发来考虑,总是做出在当前看来最好的选择.) 不同点: 贪心算法 与动态规划的区别:贪心算法中,作出的每步贪心决策都无法改变,由上一步的最优解推导下一步的最优解,所以上一部之前的最优解则不作保留. 能使用贪心法求解的条件:是否能找出一个贪心标准.我们看一个找币的例子,如果一个货币系统有三种币值,面值分别为一角.五分和一分,求最小找币数时,可以用贪心法求解:如果将这三种币值改为一角一分.五分和一分,就不能使用贪心

动态规划算法(转载)

动态规划算法 例题1: https://segmentfault.com/a/1190000008244955 例题2: https://segmentfault.com/a/1190000007927865 讲解: http://www.hawstein.com/posts/dp-novice-to-advanced.html 顶级讲解动态规划:http://www.cnblogs.com/SDJL/archive/2008/08/22/1274312.html(本文转载自此文) 下面是原文: