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2018-12-05 动态规划

2018-12-05 动态规划

作者: SSmelon | 来源:发表于2018-12-05 21:41 被阅读89次

线性动态规划

例子: 一个含有n阶的楼梯,一次可以走1步或2步,从底走到顶一共有几种走法?

#include <stdio.h>
int fun(int);


int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    printf("%d\n", fun(n));
    return 0;
}

int fun(int m)
{
    if (m == 1) 
        return 1;
    else if (m == 2)
        return 2;
    else 
        return fun(m - 1) + fun(m - 2);
}

但是显然,如下图:



会出现大量重复计算,因此我们将已经计算过的项用一个数组保存下来,在需要时直接调用:

#include <stdio.h>

int f[100];//保留已计算的值
int b[100];//标记是否已经计算


int fun(int n)
{
    if (b[n] == 0)//这个数还没有被计算过
    {
        f[n] = fun(n - 1) + fun(n - 2);
        b[n] = 1;//现在算好了呀
    }
    return f[n];
}

int main()
{
    f[1] = 1;
    f[2] = 1;//0扔掉,0看着烦人
    int n,i;
    scanf("%d", &n);
    for (i = 3; i < n; i++)
        b[n] = 0;//尚未计算
    b[1] = 1;
    b[2] = 1;//已知
    printf("%d\n", fun(n));
    return 0;
}

完美✌

用动态规划解决背包问题

先讲一下二维dp:
让我假设现在的背包的容量是C=10;
物品编号: 1 2 3
物品重量: 5 6 4
物品价值:20 10 12
用v[i]表示物品价值,w[i]表示物品重量,要使得放入背包的物品价值最大化,我们知道用贪心是不行的!
所以接下来开始动规:
首先定义状态dp[i][j]以j为容量为放入前i个物品(按i从小到大的顺序)的最大价值,那么i=1的时候,放入的是物品1,这时候肯定是最优的啦!
那考虑一下j,j是当前容量,如果j<5,那么是不是就不能放,dp[1]j=0;那如果j>5,就可以放了,dp[1]j=20;
接着i=2放两个物品,求的就是dp[2][j]了,当j<5的时候,是不是同样的dp[2]j等于0;那当j<6是不是还是放不下第二个,只能放第一个;
那j>6呢?是不是就可以放第二个了呢?是可以,但是明显不是最优的,用脑子想了一下,发现dp[2]j=20,这个20怎么来的呢,当然是从前一个状态来的(注意这里就可以分为两种情况了):一种是选择第二个物品放入,另一种还是选择前面的物品;
让我们假设一下j=10吧,可能会比较好理解!这时候:dp[2][10] = max(dp[1][10-w[2]])+v[2],dp[1][10]);
dp[2][10] = max(dp[1][4])+10,dp[1][10]);
是不是很明显了呢,dp[1][4])+10是选择了第二个,于是容量相应就减少成4,之前已经得出dp[1][4]=0,就是说选了物品2,物品1就选不了了;dp[1][10]是不选择第二个,只选择第一个dp[1][10]是等于20的,于是得出dp[2][10]=20;
到这里就可以了,依次类推,动态转移方程为:dp[i][j] = max(dp[i-1][j-w[i]])+v[i],dp[i-1][j]);
但是好像还有一些问题没考虑完.........
物品编号: 1 2 3
物品重量: 5 6 4
物品价值:20 10 12
我们知道dp[1]j=20,dp[2]j的时候是多少呢?我们看到动态转移方程并没有考虑j<w[i]的情况,但是我们可以加进去,由于dp[2][5]我们看出来是等于5的,为什么?因为不能选第二个,只能选第一个,所以.....dp[2][5]是不是刚好等于dp[1][5]了呢!所以当j<w[i]的时候,dp[i][j] = dp[i-1][j]就好了,是不是很神奇呢!

看起来这段文字讲的很透彻,那我们试试解决采药问题……

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