动态规划初阶

动态规划算法通常基于一个转移方程及一个或多个初始状态。 当前子问题的解将由上一次子问题的解推出。使用动态规划来解题只需要多项式时间复杂度, 因此它比回溯法、暴力法等要快许多。

动态规划通常包含最优子结构——如果一个问题的最优解包含了子问题的最优解。

Question 1: 如果我们有面值为1元、3元和5元的硬币若干枚,如何用最少的硬币凑够11元?

用d(i)=j来表示凑够i元最少需要j个硬币。我们可以推断:

  • d(0)=0
    • 不需要任何数量的硬币
  • d(1)=1
    • 这里只有1元硬币可以选择 d(1)=d(1-1)+1=d(0)+1=0+1=1
  • d(2)=2
    • 这里只有1元硬币可以选择 d(2)=d(2-1)+1=d(1)+1=1+1=2
  • d(3)=3
    • 这里我们可以选择3元硬币或者1元硬币
    • 如果选择3元硬币,问题就变成1+d(3-3)=1+d(0) = 1+0 = 1
    • 如果选择1元硬币,问题就变成1+d(3-1)=1+d(2) = 1+2 = 3
    • 那么这两种方案那种更好呢? 很明显第一种。min(1+d(0), 1+d(2)) = 1
  • d(i)表示凑够i元需要的最少硬币数量,我们将它定义为该问题的”状态”。
  • 最终我们要求解的问题,可以用这个状态来表示:d(11)
  • 之前我们提到d(3)=min{d(3-1)+1, d(3-3)+1},这就是状态的转移方程。
  • 那么抽象的转移方程可表示为:d(i)=min{d(i-Vj)+1},Vj表示第j个硬币的面值;
  • 每个状态转移方程都有出口点这里的出口点就是i-Vj<=0.就是一旦满足这个条件就return 0,结束递归。
#python
def getMinCoins(value,coins):
    if value<=0:
        return 0
    results=[]
    for coin in coins:
        if value-coin>=0:
            results.append(getMinCoins(value-coin,coins))
    return min(results)+1
coins = [1,3,5]
print(getMinCoins(3,coins))  #ouput = 1
print(getMinCoins(4,coins))  #ouput = 2
print(getMinCoins(11,coins)) #ouput = 3
Java版
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] coins = {1,3,5};
        System.out.println(getMinCoins(3,coins));
        System.out.println(getMinCoins(4,coins));
        System.out.println(getMinCoins(11,coins));
    }
    public static int getMinCoins(int value, int[] coins){
        //程序的出口
        if(value<=0){
            return 0;
        }
        ArrayList results= new ArrayList<Integer>();
        for(int i = 0; i<coins.length;i++){
            if(value-coins[i]>=0)
                results.add(getMinCoins(value-coins[i],coins));
        }
        Collections.sort(results);
        return (int) results.get(0)+1;
    }
}

这里要注意:ArrayList排序的方法

Collections.sort(results);

Question 2 :一个序列有N个数:A[1],A[2],…,A[N],求出最长非降子序列(LIS)的长度。

假设序列为:

 5,3,4,8,6,7
  • 前1个数的LIS长度d(1)=1(序列:5)
  • 前2个数的LIS长度d(2)=1(序列:5,3——3前面没有比3小的)
  • 前3个数的LIS长度d(3)=2(序列:5,3,4——4前面有1个比它小的3,所以d(3)=d(2)+1)
  • 前4个数的LIS长度d(4)=3(序列:5,3,4,8——8前面比它小的有3个数,所以 d(4)=max{d(1),d(2),d(3)}+1=3)
  • 我们可以看出转移方程为:
d(i) = max{1, d(j)+1},其中j<i,A[j]<=A[i]
  • 方程退出递归条件为j=0.
#python
def getLIS(list,n):
    if n <=0:
        return 1
    result = [0]
    for i in range(0,n):
        if list[i] < list[n]:
            result.append(getLIS(list,i))
    return max(result)+1

list = [5,3,4,8,6,7]
print(getLIS(list,5))  #ouput is 4
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,980评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,178评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,868评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,498评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,492评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,521评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,910评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,569评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,793评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,559评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,639评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,342评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,931评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,904评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,144评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,833评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,350评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容