动态规划是一种算法设计技术,它通过将复杂问题分解为更小的子问题来解决这些子问题,并存储这些子问题的解以避免重复计算。以下是一些动态规划基础概念的介绍。

什么是动态规划?

动态规划是一种将问题分解为更小的子问题,并通过保存子问题的解来避免重复计算的方法。它通常用于解决优化问题,如背包问题、最长公共子序列等。

动态规划的特点

  • 最优子结构:问题的最优解包含其子问题的最优解。
  • 子问题重叠:不同子问题可能会出现相同的计算结果。
  • 无后效性:一旦某个给定子问题的解被确定,它就不会被改变。

动态规划的基本步骤

  1. 定义子问题:将原问题分解为更小的子问题。
  2. 状态表示:定义一个状态表示子问题的解。
  3. 状态转移方程:确定状态转移方程,即如何从子问题的解推导出原问题的解。
  4. 边界条件:确定递归的基本情况或循环的终止条件。
  5. 计算顺序:确定计算子问题的顺序。

动态规划的实例:最长公共子序列

最长公共子序列(Longest Common Subsequence,LCS)问题是动态规划的一个经典例子。假设有两个序列 A 和 B,我们需要找到这两个序列的最长公共子序列。

  • 状态表示dp[i][j] 表示 A 的前 i 个字符和 B 的前 j 个字符的最长公共子序列的长度。
  • 状态转移方程
    • 如果 A[i-1] == B[j-1],则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
    • 否则,dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])
  • 边界条件dp[0][j] = 0dp[i][0] = 0

扩展阅读

想要了解更多关于动态规划的知识,可以阅读本站的 《动态规划进阶》

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Dynamic Programming