动态规划
2017-09-24 22:21
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思想:分治递归:
假如我们想求i个物品的最优,需要先求i-1个 物品的最优,再求i-2个物品的最优,这样递归,直到有了出口,把一个大的问题化解为小的子问题,但是小的子问题是最优的即最优子结构,每一个小的子问题的答案都需要记录下来,需要时再找出来,避免了大量重复的计算。
实例:0-1背包
有5个物品,背包容量为17,现需考虑如何选择装入背包的物品,使装入背包的物品总价值最大。
分析:
(1)
背包问题的求解过程实质是进行一系列决策的过程,决策哪些物品应该放入背包,哪些物品不放入背包。如果一个物品的最优解包含了物品n,那么其余的n-1个物品构成了1-n-1在容量为W-w(n)的最大价值;如果最优解中不包含物品n,那么其余的n-1个物品一定使得1-(n-1)在容量为W时的最大价值。
当想装入第n 个物品时,需要考虑是装入第n 个物品会使背包价值最大还是不装入会使背包价值最大,这时前n-1个物品一定使得背包价值达到了最大。
(2)
c[i,w]表示背包容量为w时,i个物品导致的最优的总价值,得到下式:
核心代码:
总结:
适合使用动态规划的问题一般具有两个性质:
(1)最优子结构
大的问题划分为小的问题时,小的问题一定是最优,一个问题的最优解中包含了其子问题的最优解。
(2)重叠子问题
把每一个子问题的结果都记录下来,这样在需要的时候直接使用,避免了重复计算的问题。
学习是一个不断重复的过程,刚开始看都看不懂,看了几天,每一次讨论都会理解得更深一些。代码是很关键的一点,调试可以更好地去理解思想。
假如我们想求i个物品的最优,需要先求i-1个 物品的最优,再求i-2个物品的最优,这样递归,直到有了出口,把一个大的问题化解为小的子问题,但是小的子问题是最优的即最优子结构,每一个小的子问题的答案都需要记录下来,需要时再找出来,避免了大量重复的计算。
实例:0-1背包
有5个物品,背包容量为17,现需考虑如何选择装入背包的物品,使装入背包的物品总价值最大。
分析:
(1)
背包问题的求解过程实质是进行一系列决策的过程,决策哪些物品应该放入背包,哪些物品不放入背包。如果一个物品的最优解包含了物品n,那么其余的n-1个物品构成了1-n-1在容量为W-w(n)的最大价值;如果最优解中不包含物品n,那么其余的n-1个物品一定使得1-(n-1)在容量为W时的最大价值。
当想装入第n 个物品时,需要考虑是装入第n 个物品会使背包价值最大还是不装入会使背包价值最大,这时前n-1个物品一定使得背包价值达到了最大。
(2)
c[i,w]表示背包容量为w时,i个物品导致的最优的总价值,得到下式:
核心代码:
int i; int w; int n; for(i=0;i<=n;i++) { c[i][0]=0; for(w=1;w<=W;w++){ if(Weights[i-1]<=w){ if(Values[i-1]+c[i-1][w-Weights[i-1]]>c[i-1][w]) { c[i][w]=Values[i-1]+c[i-1][w-Weights[i-1]] } else{ c[i][w]=c[i-1][w]; } } else c[i][w]=c[i-1][w]; } } return c;
总结:
适合使用动态规划的问题一般具有两个性质:
(1)最优子结构
大的问题划分为小的问题时,小的问题一定是最优,一个问题的最优解中包含了其子问题的最优解。
(2)重叠子问题
把每一个子问题的结果都记录下来,这样在需要的时候直接使用,避免了重复计算的问题。
学习是一个不断重复的过程,刚开始看都看不懂,看了几天,每一次讨论都会理解得更深一些。代码是很关键的一点,调试可以更好地去理解思想。
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