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【基础】树形动规——搜索与DP的结合

【基础】树形动规——搜索与DP的结合

作者: 信息学小屋 | 来源:发表于2020-05-11 23:34 被阅读0次

    今天,我们要从记忆化搜索往正宗的动态规划过度,你准备好了吗?

    树形DP最基本的特点是:需要处理的物品有依赖关系,而且依赖关系构成一棵树。 很容易可以发现,依赖关系树上的叶子节点是可以任意确定是否选取,而儿子节点的选择方案确定后,父亲的选择方案不会改变,而且能从儿子的状态来得到。

    这么看来,树形DP的基本处理方法也显而易见了:进行深度优先搜索,先处理子问题,通过回溯再来处理父问题。我通过几道例题,来为大家讲解树形动规的基本问题模型和讨论(题目来源洛谷,侵删)

    洛谷P2015

    Problem

    这道题是典型的树形DP的题目。

    阅读题目我们发现,对于一个节点,有两种转移方法:1、剪掉这个节点与其父节点(根节点除外)相连的树枝;2、保留该树枝。 同时,对于一个节点,只有两个状态需要储存:1、当前节点的编号;2、当前节点和其儿子节点一共保留了多少条树枝。 通过分析,我们定义f[i][j]表示第i个节点及其儿子一共保留了j条树枝能保留的最多的苹果数量,动态转移方程如下:

    动规方程

    洛谷P1270

    image

    有了上一题的基础,这题的难度是不是减少很多了呢?

    其实,这道题的难度主要在于对输入数据的处理【滑稽】。

    这次,我们发现只有叶子节点有价值,而除根节点外所有节点都有费用(这里有一个小技巧,我们可以把边的费用推到子节点上,是不是也一样呢?),由于需要进入再离开,所以费用乘2即可。

    和上一题一样,每个节点有两种转移方式:1、不走到这个节点;2、走到这个节点,并继续往下走。 同样,在每个节点有两个状态需要储存:1、当前节点编号;2、从当前节点往下走还剩多少时间。

    试一试自己能否写出转移方程【加油】。

    洛谷P1270

    Problem

    这道题好像依赖关系不是树啊,怎么办呢?

    这时候,我们要找到题目中隐含的性质,并且对问题进行转化。 我们发现,每个其实只有一条出边,这条边看起来有向,但是其实是无向的(因为两个其实不能同时存在)。 这样,我们就得到了第一个性质:每一个连通块之中,最多只有一个环。 如果没有环,那就是一棵树,直接树形DP就行了,转移方程如下:

    动规方程

    那么,如果是一个环怎么办呢?

    显然,一个环上相邻的两个节点一定有一个节点不选,那么我们任选环上相邻的两个节点,每次强制一个不选,然后把这条边切断,把不选的节点当根,跑一遍和上面一样的树形DP就行了。

    以上就是树形DP的基本问题模型和套路,如果想要更加熟练的掌握这类DP的技巧,建议多刷刷题哦。

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