DP动态规划解三角最大路径(动态规划学习之一) z

本文介绍了一种使用动态规划解决寻找数字三角形中从顶到底的最大路径和的方法,并提供了一个具体的C++实现示例。

题:
图示出了一个数字三角形,请编一个程序,
计算从顶至底的某处的一条路劲,
使该路劲所经过的数字的总和最大。
图如下:
    7
   3  8
  8  1  0
 2  7  4  4
4  5  2  6  5
(1) 每一步可沿左斜线向下或右斜线向下;
(2) 1<三角形行数≤100;
(3) 三角形中的数字为0,1,……99。
输入数据:
由INPUT.TXT文件中首先读到的是三角形的行数,
在例子中INPUT.TXT表示如图。

输入:
5
7
3 8
8 1 0
2 7 4 4
4 5 2 6 5
 
解题:
这个题用DP解是最为方便的,假定M(i,j)为第i层上第j个点的最大路径点,那么M(i,j)=max(M(i+1,j),M(i+1,j+1))+B(i,j);其中i层次从上到下递增,B(i,j)为三角在i,j位置的值。这样这个大问题就可以划归一些小的可重复的问题来求解,另外还有一点,就是,其中有重复求解地方,例如,计算M(1,0)是计算一次M(2,1),计算M(1,1)时又计算一次M(2,1),这样符合动态规划求解的2个特征:
[1]最优子结构;[2]子问题的重叠性;
这里我们用一个数组结构来记录每次的状态,避免重复计算
详细代码如下:


 

#include "iostream"
#include "fstream"
#include "vector"
using namespace std;
int tri[100][100];
int tri_max[100][100];
int tri_col[100];
int layer; //the layer of the trigle

int maxpath(int i,int j)
{
        if(i == layer) return 0; //the last layer is layer+1 and the value is 0

        if(tri_max[i][j] == -1)
        {
                int max1=maxpath(i+1,j);
                int max2=maxpath(i+1,j+1);
                if(max1 > max2)
                {
                        tri_max[i][j]=max1+tri[i][j];
                        tri_col[i+1]=j;
                }else{
                        tri_max[i][j]=max2+tri[i][j];
                        tri_col[i+1]=j+1;
                }
        }
        return tri_max[i][j];
}
int main()
{
        ifstream fin("trigle.txt");
        fin>>layer;
// cout<<layer;

        int i,j;
        //initial max trigle

        for(i=0;i<100;i++)
                for(j=0;j<100;j++)
                        tri_max[i][j] = -1;
        for(i=0;i<layer;i++)
        {
                for(j=0;j<i+1;j++)
                {
                        fin>>tri[i][j];
                }
        }
        int sum = maxpath(0,0);
        cout<<"the sum of max path is:"<<sum<<endl;
        cout<<"the column of the path is :";
        for(i=0;i<layer;i++)
        {
                cout<<tri_col[i]+1<<"->";
        }
}


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本研究基于扩展卡尔曼滤波(EKF)方法,构建了一套用于航天器姿态与轨道协同控制的仿真系统。该系统采用参数化编程设计,具备清晰的逻辑结构和详细的代码注释,便于用户根据具体需求调整参数。所提供的案例数据可直接在MATLAB环境中运行,无需额外预处理步骤,适用于计算机科学、电子信息工程及数学等相关专业学生的课程设计、综合实践或毕业课题。 在航天工程实践中,精确的姿态与轨道控制是保障深空探测、卫星组网及空间设施建设等任务成功实施的基础。扩展卡尔曼滤波作为一种适用于非线性动态系统的状态估计算法,能够有效处理系统模型中的不确定性与测量噪声,因此在航天器耦合控制领域具有重要应用价值。本研究实现的系统通过模块化设计,支持用户针对不同航天器平台或任务场景进行灵活配置,例如卫星轨道维持、飞行器交会对接或地外天体定点着陆等控制问题。 为提升系统的易用性与教学适用性,代码中关键算法步骤均附有说明性注释,有助于用户理滤波器的初始化、状态预测、观测更新等核心流程。同时,系统兼容多个MATLAB版本(包括2014a、2019b及2024b),可适应不同的软件环境。通过实际操作该仿真系统,学生不仅能够深化对航天动力学与控制理论的认识,还可培养工程编程能力与实际问题分析技能,为后续从事相关技术研究或工程开发奠定基础。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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