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  • 区间DP

     区间DP

     

    一、基本算法:

     

    (1)合并:将两个或者多个部分进行整合,也可以反过来对一个问题分解成两个或多个部分

     

    (2)特征:能将问题分解成两两合并的形式

     

    (3)求解:对整个问题设最优值,枚举合并点,将问题分解成左右两个部分,最后合并左右两个部分的最优解得到原问题的最优解,类似分治

     

     

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    一般最外层枚举区间长度

     

    设 i 到 j 的最优值,枚举合并点,然后将( i , j )分成左右两个区间,分别求左右两个区间的最优值,再合并

     

     

    状态转移方程一般如下:

     

    f[ i ][ j ] = max(f[ i ][ j ]  ,   f[ i ][ k ]+f[ k+1 ][ j ]+决策)  ,k为合并点,i<=k<r

     

    初始化:

     

    求最大值,初始化0,求最小值,建议初始化 0x7f 

     

     

     

    区间dp状态设计的一般形式
    区间dp 一般就是设 dp[i][j] 表示区间 [i,j] 所能形成的最优答案或者方案数。
    或者像序列一样,多加几维表示附加的信息 

    >最简单的区间dp合并石子
    n堆石子,每次只能合并相邻的两堆石子,并且消耗相邻两堆石子个数
    的体力值,问最少消耗多少体力值将n堆石子合并为1堆。
    ◦ N<=100

     >Solution

    ◦ dp[i][j]表示将区间[i,j]这段区间内的石子合并为1堆的最小体力值。
    答案就是dp[1][n]
    转移,考虑对于区间[i,j]它一定是由两段区间[i,k], [k+1,j]合并成的,所以转
    移就考虑枚举[i,j]区间内的一个分割点k转移即可。
    ◦ dp[i][j]=min(dp[i][k]+dp[k+1][j] | i<=k<j)+sum[i,j]。 

     

    区间DP处理环形问题

    >环形问题
    ◦ 环形问题有一个很常见的处理办法是,断环为链,然后把这个链复制一
    遍接在原链的后面。
    ◦ 然后做区间dp,最后取答案就是找dp[i][i+n-1]里面取最优的即可。 

    >能量项链

     >poj3280
    给你长度为m的字符串,其中有n种字符,每种字符都有两个值,分别是
    插入这个字符的代价,删除这个字符的代价,让你求将原先给出的那串
    字符变成一个回文串的最小代价。
    ◦ M<=2000 

      >Solution

     ◦ dp[i][j]代表区间i到区间j成为回文串的最小代价,那么对于dp[i][j]有三种
    情况:
    ◦ 1、 dp[i+1][j]表示区间i到区间j已经是回文串了的最小代价,那么对于s[i]
    这个字母,我们有两种操作,删除与添加,对应有两种代价,
    dp[i+1][j]+add[s[i]]dp[i+1][j]+del[s[i]],取这两种代价的最小值。
    ◦ 2、 dp[i][j-1]表示区间i到区间j-1已经是回文串了的最小代价,那么对于s[j]
    这个字母,同样有两种操作, dp[i][j-1]+add[s[j]]dp[i][j-1]+del[s[j]],取最
    小值。 

     ◦ 3、若是s[i]==s[j], dp[i+1][j-1]表示区间i+1到区间j-1已经是回文串的最小代

    价,那么对于这种情况,我们考虑dp[i][j]dp[i+1][j-1]的大小
    ◦ 然后dp[i][j]取上面这些情况的最小值即可。 

    >括号最大匹配
    给你一串 ( ) [ ] 括号,要你求出这串括号的最大匹配个数,如 '(' 与 ')' 匹配,为
    2个, '[' 与 ']' 匹配,为2个,其他不能匹配.......
    允许有杂质即( [ ( [ ] ] ) ] 应该是 [ ( [ ] ) ]//去掉杂质
    就是选出一个最长合法子括号序列。
    序列的长度小于等于100。 

       >Solution

     ◦ dp[i][j]代表从区间i到区间j所匹配的括号的最大个数,首先,假设不匹配,
    那么dp[i][j]=dp[i+1][j]
    然后查找i+1~~j有木有与第i个括号匹配的,
    有的话, dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i+1][k-1]+dp[k][j]+2)//其中ci】 与ck】匹配 


    为什么和上一题不一样?
    因为()()()()….而非仅仅是(((()))) ,上一题要求回文串

    >bzoj1900 P4302 [SCOI2003]字符串折叠

    折叠的定义如下:
    ◦ 1. 一个字符串可以看成它自身的折叠。
    ◦ 2. X(S)X(X>1)S连接在一起的串的折叠。记作X(S) = SSSS…S(XS)
    ◦ 3. 如果A = A’, B=B’,则AB =A’B’ 例如,因为3(A) = AAA, 2(B) = BB,所以
    3(A)C2(B) = AAACBB,而2(3(A)C)2(B)=AAACAAACBB
    给一个字符串,求它的最短折叠。例如AAAAAAAAAABABABCCD的最短折
    叠为: 9(A)3(AB)CCD
    输入字符串长度小于等于100。 

      >Solution

    ◦ f[l][r]表示,把l~r这个区间折叠的最短长度,然后我们想,对于一个区间
    来说,我们有两种选择,一种是把这个区间它自己来折叠,另一种是两
    块已经折叠的区间接起来。
    对于第二种情况,直接枚举断点(区间dp中很常见),找最小的一种方
    案,第一种则是,找出它所有的折叠方案,在折叠方案中取一个最优的。

     

    思路的整理类比和分析:整体的思路都是对于一段区间,两类决策
    ◦ 1:枚举端点,由子问题更新的最优决策。
    ◦ 2:该区间本身进行压缩(进行处理)的最优决策。 

    区间dp两类主要的转移套路 

    一般n=1000的区间dp问题,由于状态就是二维的了,转移一般都是O(1)
    dp转移过程中主要考虑就是LR两个边界的情况,正如之前的2道题。
    n=100的区间dp,除了边界往往还要枚举这个区间从哪个位置划分。
    不能说一定是这样,但是绝对是一个很好的思考方向。看数据范围猜算
    法。 

    >某经典题
    给定n堆石子a[i],排列成一个环,每次可以消去一堆石子,代价是这堆石
    子两边石子数的最大公约数,直到最后只剩两堆时,代价为这两堆石子
    数的最大公约数,这两堆石子直接消除。请问消去所有石子的最小代价
    是多少。
    ◦ n<=100

     >Solution

    首先也是断环成链,同时倍长一下。
    然后设dp[i][j]表示区间[i+1,j-1]全部消掉的最小代价是多少,剩下a[i]a[j]
    枚举最后一次消掉的数转移即可。

    ◦ dp[i][i+1]=0.
    最后只需要枚举剩下的两个珠子x、 y即可,取dp[x][y]+dp[y][x+n]的最大值
    即可 

    总结

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