动态规划解决问题的步骤
(1)将原问题分解为子问题
- 把原问题分解为若干个子问题,子问题和原问题形式相同或类似,只不过规模变小了。子问题都解决,原问题即解决(数字三角形例)
- 子问题的解一旦求出就会被保存,所以每个子问题只需求 解一次。
(2)
能用动规解决的问题的特点
1) 问题具有最优子结构性质。如果问题的最优解所包含的子问题的解也是最优的,我们就称该问题具有最优子结构性质。比如说在背包问题中,最高总价值 = max(选择不放该物品时达到的总价值,决定放该物品时背包剩余容量能达到的最大价值 + 该物品价值),显然,最高总价值的解一定包含“选择不放该物品时达到的总价值“和“决定放该物品时背包剩余容量能达到的最大价值“两个问题其中一个的最优解。
2) 无后效性。当前的若干个状态值一旦确定,则此后过程的演变就只和这若干个状态的值有关,和之前是采取哪种手段或经过哪条路径演变到当前的这若干个状态,没有关系。
问题实例
斐波那契数列
最简单的动态规划算法解决问题,其实就是斐波那契数列。我们将总问题分解为若干子问题,然后得出状态转移方程(就是通过一个子问题的解可以计算另一个子问题的解)。和暴力算法相比,动态规划的优势就在于可以直接使用已经计算过的自问题的解,而不是重新计算一遍。就像斐波那契数列,我们使用已经计算好的前两项来计算当前项。当然,看起来如果问题是计算斐波那契数列中的某一项,两种算法没多大区别。但是,如果问题是计算斐波那契数列的某几项,使用递推的方式就要显著优于对每一项的暴力计算。因为暴力计算中存在重复计算子问题的情况。最长子序列,最长子串,最长回文串
最长回文串问题的求解如下
class Solution {
public String longestPalindrome(String s) {
StringBuilder b = new StringBuilder(s);
String sr = b.reverse().toString();
System.out.print(sr);
int length = s.length();
int[][] dp = new int[length][length];
int[][] begin = new int[length][length];
int[][] beginr = new int[length][length];
for(int i=0;i<length;i++){
for(int j=0;j<length;j++){
if(s.charAt(i) == sr.charAt(j)){
if(i==0 || j==0){
dp[i][j]=1;
begin[i][j] = i;
beginr[i][j] = j;
}else{
dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1;
if(dp[i-1][j-1]==0){
begin[i][j] = i;
beginr[i][j] = j;
}else{
begin[i][j] = begin[i-1][j-1];
beginr[i][j] = beginr[i-1][j-1];
}
}
}else{
dp[i][j]=0;
begin[i][j] = 0;
beginr[i][j] = 0;
}
}
}
while(true){
int max=0;
int pos_begin = -1;
int pos_beginr = -1;
int max_i= -1;
int max_j = -1;
for(int i=0;i<length;i++){
for(int j=0;j<length;j++){
if(dp[i][j]>max){
max = dp[i][j];
pos_begin = begin[i][j];
pos_beginr = beginr[i][j];
max_i = i;
max_j = j;
}
}
}
if(max==0){
break;
}
if(pos_beginr == (length-pos_begin-max)){
return s.substring(pos_begin,pos_begin+max);
}else{
dp[max_i][max_j]=0;
}
}
return "";
}
}