数据结构第二季 Day18 动态规划中篇、最大连续子序列和、最长上升子序列

一、动态规划中篇

1、动态规划的新手三步曲是什么?

  • ①暴力递归(自顶向下,会出现重复计算子问题)
  • ②记忆化搜索(自顶向下,为解决重复计算子问题)
  • ③递推(自底向上,去除递归)
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2、动态规划的常规步骤,也是三步曲(这应该是最重要的专业概念了)

  • ①定义状态(状态是原问题、子问题的解):比如定义 dp(i)的含义
  • ②设置初始状态(边界):比如设置 dp(0)的值
  • ③确定状态转移方程:比如确定 dp(i) 和 dp(i-1) 的关系
  • 上述概念结合兑换零钱的例子,就理解起来很到位
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3、可以通过动态规划来解决的问题,通常具备哪 2 个特点?分别是什么含义?

  • 最优子结构(最优化原理):通过求解子问题的最优解,可以获得原问题的最优解
  • 无后效性:某阶段的状态一旦确定,则此后过程的演变不再受到此前各状态及决策的影响(未来与过去无关)
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4、借助下面例子理解,什么是无后效性?

  • dp(i-1) 对后面的 dp(i) 没有任何影响
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5、结合例子理解,什么是有后效性?

  • dp(i-1) 的路线选择,会对 dp(i)的结果造成影响,就是有后效性
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二、最大连续子序列和

1、什么是最大连续子序列和的问题?

  • 给定一个长度为 n 的整数序列,求它的最大连续子序列和?
  • 比如 -2, 1, -3, 4, -1, 2, 1, -5, 4 的最大连续子序列和是 4 + (-1) + 2 + 1 = 6

2、它的状态如何定义?

  • 状态定义真的很难,如果提高定义的效率呢?
  • 总得来说还是得把题目读透彻了,如何把题目读透彻呢?
  • 像下面的做法,把最优解获得的思路多分析几遍,看看有哪几种思路?
  • 然后分析 i 从 0 到 8 的情况,大概率就能找到规律了。
  • 总结:“走进题目,熟读题目”
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3、状态定义好了,如何找状态转移方程和初始化?

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4、有了动态规划的三要素,如何编写递推代码呢?

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5、仔细观察上面的代码执行流程,是否存在优化点?

  • 可以从以下两个角度入手找优化:
  • ①分配了空间,但是后面都没用到了(从空间复杂度优化)
  • ②能不能再循环的时候,顺便把事情做了(从时间复杂度优化)
  • 分析上述代码:
  • dp(6) 仅仅依赖于 dp(5),dp(7)仅仅依赖于dp(6),dp[i]仅仅依赖于 dp[i-1]
  • 然而我们存了 dp[0]、dp[1]、dp[2]......dp(n) 的所有数据,所以我们的空间有点浪费的,是存在优化点的。
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三、最长上升子序列

1、题意准确理解:子序列要求是连续的吗?

  • 子序列不需要连续

2、什么是经典的:最长上升子序列问题?

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  • 拿到一道算法题,首先最重要的是理解题意
  • 理解题意可以通过带入几个最优解的情况,这样比较容易深入理解题意。

2、动态规划 - 状态定义

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3、动态规划 - 状态转换方程的定义

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4、动态规划 - 代码的实现

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5、使用牌堆和二分搜索法,是另一种思路(这种思路太难想,目前作为了解吧)

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