算法学习笔记:动态规划详解(示例:Go)

什么是动态规划?

动态规划(Dynamic Programming, DP)是一种解决复杂问题的方法,通过将问题分解为更简单的子问题来解决。动态规划通常用于优化问题,特别是当一个问题可以被分解为多个重叠的子问题时。其核心思想是通过保存子问题的结果(记忆化)来避免重复计算,从而提高效率。

动态规划的基本步骤

  1. 定义子问题:将原问题分解为若干子问题。
  2. 猜测(猜解法):根据子问题的解,猜测原问题的解。
  3. 递归和记忆化:通过递归求解子问题,并使用记忆化技术保存子问题的解。
  4. 递推关系:根据子问题的解,找到原问题解的递推关系。
  5. 解决原问题:通过递推关系,逐步求解原问题。

经典例子:斐波那契数列

我们先从一个简单的例子开始:斐波那契数列。

斐波那契数列的定义

斐波那契数列是一个经典的递归问题,定义如下:

F ( n ) = F ( n − 1 ) + F ( n − 2 ) F(n) = F(n-1) + F(n-2) F(n)=F(n1)+F(n2)
F ( 0 ) = 0 , F ( 1 ) = 1 F(0) = 0, F(1) = 1 F(0)=0,F(1)=1

动态规划解法

我们可以使用动态规划来避免重复计算。

package main

import "fmt"

// 计算第n个斐波那契数
func fibonacci(n int) int {
   
    if n <= 1 {
   
        return n
    }
    // 创建一个数组来存储斐波那契数
    dp := make([]int, n+1)
    // 初始化base cases
    dp
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