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  • 动态规划

    首先从我刷的一个题开始讲。题目如下:

    Given s1, s2, s3, find whether s3 is formed by the interleaving of s1 and s2.

    For example,
    Given:
    s1 ="aabcc",
    s2 ="dbbca",

    When s3 ="aadbbcbcac", return true.
    When s3 ="aadbbbaccc", return false.

    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。

        动态规划算法的有效性依赖于待求解问题本身具有的两个重要性质:最优子结构性质和子问题重叠性质。

    1 、最优子结构性质。如果问题的最优解所包含的子问题的解也是最优的,我们就称该问题具有最优子结构性质(即满足最优化原理)。最优子结构性质为动态规划算法解决问题提供了重要线索。

    2 、子问题重叠性质。子问题重叠性质是指在用递归算法自顶向下对问题进行求解时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题会被重复计算多次。动态规划算 法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只计算一次,然后将其计算结果保存在一个表格中,当再次需要计算已经计算过的子问题时,只是在表格中简 单地查看一下结果,从而获得较高的解题效率。

    当我们已经确定待解决的问题需要用动态规划算法求解时,通常可以按照以下步骤设计动态规划算法:

    1 、分析问题的最优解,找出最优解的性质,并刻画其结构特征;

    2 、递归地定义最优值;

    3 、采用自底向上的方式计算问题的最优值;

    4 、根据计算最优值时得到的信息,构造最优解。

    1 ~ 3 步是动态规划算法解决问题的基本步骤,在只需要计算最优值的问题中,完成这三个基本步骤就可以了。如果问题需要构造最优解,还要执行第 4 步; 此时,在第 3 步通常需要记录更多的信息,以便在步骤 4 中,有足够的信息快速地构造出最优解。

    根据这些可以推断这个题分三种情况,字符串1的i位和字符串2的j位和字符串3的i+j位都相同,字符串1的i位和字符串3的i+j位相同,字符串2的j位和字符串3的i+j位相同。分别对应三种状态。

    dp[i][j]=dp[i-1][j] | dp[i][j-1];dp[i][j]=dp[i-1][j];dp[i][j]=dp[i][j-1];//其中dp[i][j]表示字符串1前i个字符和字符串2前j个字符构成的字符串

    bool isInterleave(string s1, string s2, string s3) 
    {
        int len1 = s1.size();
        int len2 = s2.size();
        int len3 = s3.size();
        if (len1 + len2 != len3)return false;
        vector<vector<bool>>dp(len1+1,vector<bool>(len2+1,false));
        dp[0][0] = true;
        for (int i = 1; i <=len1; ++i)
        {
            if (s1[i - 1] == s3[i - 1])dp[i][0] = dp[i-1][0];
        }
        for (int i = 1; i <= len2; ++i)
        {
            if (s2[i - 1] == s3[i - 1])dp[0][i] = dp[0][i-1];
        }
        for (int i = 1; i <=len1; i++)
        {
            for (int j = 1; j <=len2; j++)
            {
                if (s1[i - 1] == s2[j - 1] && s1[i - 1] == s3[i + j - 1])
                {
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j] | dp[i][j - 1];
                }
                if (s1[i - 1] == s3[i + j - 1])
                {
                    dp[i][j] = dp[i-1][j];
                }
                else if (s2[j - 1] == s3[i + j - 1])
                {
                    dp[i][j] = dp[i][j - 1];
                }
            }
        }
        return dp[len1][len2];
    }
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