數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二季 Day18 動態(tài)規(guī)劃中篇、最大連續(xù)子序列和、最長上升子序列

一、動態(tài)規(guī)劃中篇

1、動態(tài)規(guī)劃的新手三步曲是什么?

  • ①暴力遞歸(自頂向下,會出現(xiàn)重復(fù)計算子問題)
  • ②記憶化搜索(自頂向下,為解決重復(fù)計算子問題)
  • ③遞推(自底向上,去除遞歸)
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2、動態(tài)規(guī)劃的常規(guī)步驟,也是三步曲(這應(yīng)該是最重要的專業(yè)概念了)

  • ①定義狀態(tài)(狀態(tài)是原問題、子問題的解):比如定義 dp(i)的含義
  • ②設(shè)置初始狀態(tài)(邊界):比如設(shè)置 dp(0)的值
  • ③確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:比如確定 dp(i) 和 dp(i-1) 的關(guān)系
  • 上述概念結(jié)合兌換零錢的例子,就理解起來很到位
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3、可以通過動態(tài)規(guī)劃來解決的問題,通常具備哪 2 個特點?分別是什么含義?

  • 最優(yōu)子結(jié)構(gòu)(最優(yōu)化原理):通過求解子問題的最優(yōu)解,可以獲得原問題的最優(yōu)解
  • 無后效性:某階段的狀態(tài)一旦確定,則此后過程的演變不再受到此前各狀態(tài)及決策的影響(未來與過去無關(guān))
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4、借助下面例子理解,什么是無后效性?

  • dp(i-1) 對后面的 dp(i) 沒有任何影響
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5、結(jié)合例子理解,什么是有后效性?

  • dp(i-1) 的路線選擇,會對 dp(i)的結(jié)果造成影響,就是有后效性
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二、最大連續(xù)子序列和

1、什么是最大連續(xù)子序列和的問題?

  • 給定一個長度為 n 的整數(shù)序列,求它的最大連續(xù)子序列和?
  • 比如 -2, 1, -3, 4, -1, 2, 1, -5, 4 的最大連續(xù)子序列和是 4 + (-1) + 2 + 1 = 6

2、它的狀態(tài)如何定義?

  • 狀態(tài)定義真的很難,如果提高定義的效率呢?
  • 總得來說還是得把題目讀透徹了,如何把題目讀透徹呢?
  • 像下面的做法,把最優(yōu)解獲得的思路多分析幾遍,看看有哪幾種思路?
  • 然后分析 i 從 0 到 8 的情況,大概率就能找到規(guī)律了。
  • 總結(jié):“走進題目,熟讀題目”
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3、狀態(tài)定義好了,如何找狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程和初始化?

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4、有了動態(tài)規(guī)劃的三要素,如何編寫遞推代碼呢?

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5、仔細(xì)觀察上面的代碼執(zhí)行流程,是否存在優(yōu)化點?

  • 可以從以下兩個角度入手找優(yōu)化:
  • ①分配了空間,但是后面都沒用到了(從空間復(fù)雜度優(yōu)化)
  • ②能不能再循環(huán)的時候,順便把事情做了(從時間復(fù)雜度優(yōu)化)
  • 分析上述代碼:
  • dp(6) 僅僅依賴于 dp(5),dp(7)僅僅依賴于dp(6),dp[i]僅僅依賴于 dp[i-1]
  • 然而我們存了 dp[0]、dp[1]、dp[2]......dp(n) 的所有數(shù)據(jù),所以我們的空間有點浪費的,是存在優(yōu)化點的。
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三、最長上升子序列

1、題意準(zhǔn)確理解:子序列要求是連續(xù)的嗎?

  • 子序列不需要連續(xù)

2、什么是經(jīng)典的:最長上升子序列問題?

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  • 拿到一道算法題,首先最重要的是理解題意
  • 理解題意可以通過帶入幾個最優(yōu)解的情況,這樣比較容易深入理解題意。

2、動態(tài)規(guī)劃 - 狀態(tài)定義

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3、動態(tài)規(guī)劃 - 狀態(tài)轉(zhuǎn)換方程的定義

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4、動態(tài)規(guī)劃 - 代碼的實現(xiàn)

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5、使用牌堆和二分搜索法,是另一種思路(這種思路太難想,目前作為了解吧)

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