動態規劃入門

2021-03-04 09:29:51 字數 3298 閱讀 9502

分類:演算法與資料結構

2.6其他問題

還有一些題目雖和一寫基本模型相似但又有區別,我也就不總結共性了,列出它們,看看他們的狀態又是怎麼設計的:

例題25

花店櫥窗設計

(flower.pas/c/cpp)

**:ioi或巴蜀評測系統

【問題描述】

假設以最美觀的方式布置花店的櫥窗,有f束花,每束花的品種都不一樣,同時,至少有同樣數量的花瓶,被按順序擺成一行,花瓶的位置是固定的,並從左到右,從1到v順序編號,v 是花瓶的數目,編號為1的花瓶在最左邊,編號為v的花瓶在最右邊,花束可以移動,並且每束花用1到f 的整數惟一標識,標識花束的整數決定了花束在花瓶中列的順序即如果i < j,則花束i 必須放在花束j左邊的花瓶中。

例如,假設杜鵑花的標識數為1,秋海棠的標識數為2,康乃馨的標識數為3,所有的花束在放人花瓶時必須保持其標識數的順序,即:杜鵑花必須放在秋海棠左邊的花瓶中,秋海棠必須放在康乃馨左邊的花瓶中。如果花瓶的數目大於花束的數目,則多餘的花瓶必須空,即每個花瓶中只能放一束花。

每乙個花瓶的形狀和顏色也不相同,因此,當各個花瓶中放人不同的花束時會產生不同的美學效果,並以美學值(乙個整數)來表示,空置花瓶的美學值為0。在上述例子中,花瓶與花束的不同搭配所具有的美學值,可以用如下**表示。

根據**,杜鵑花放在花瓶2中,會顯得非常好看,但若放在花瓶4中則顯得很難看。

為取得最佳美學效果,必須在保持花束順序的前提下,使花的擺放取得最大的美學值,如果具有最大美學值的擺放方式不止一種,則輸出任何一種方案即可。題中資料滿足下面條件:1≤f≤100,f≤v≤100,-50≤aij≤50,其中aii是花束i擺放在花瓶j中的美學值。

輸入整數f,v 和矩陣(aij),輸出最大美學值和每束花擺放在各個花瓶中的花瓶編號。

│ │花瓶1│花瓶2 │花瓶3│花瓶4 │花瓶5│

│杜鵑花│ 7 │ 23 │ -5 │ -24 │ 16 │

│秋海棠│ 5 │ 21 │ -4 │ 10 │ 23 │

│康乃馨│ -21 │ 5 │ -4 │ -20 │ 20 │

【輸入檔案】

第一行包含兩個數:f,v。 隨後的f 行中,每行包含v 個整數,aij 即為輸入檔案中第(i+1 )行中的第j 個數

【輸出檔案】

包含兩行:第一行是程式所產生擺放方式的美學值。第二行必須用f 個數表示擺放方式,即該行的第k個數表示花束k所在的花瓶的編號。

【輸入樣例】

3 57 23 –5 –24 16

5 21 -4 10 23

-21 5 -4 -20 20

【輸出樣例】

53 2 4 5

【題目鏈結】

【問題分析】

這個問題很奇怪題目中給定的條件是花瓶和花束,似乎是兩個沒有關聯的事物啊,但著兩個看似沒關聯的東西,卻有一點聯絡:不同的花放在不同的花瓶中產生不同的美學價值。

一般人的思維都是拿來花乙個乙個的放,假設要放第i束花時,把它放到**好呢?

很容易想到乙個貪心的策略:找到乙個符合條件(第i束花要放在前i-1束花的後面)下的它放如後能產生最大的美學價值的花瓶放。但和容易舉出反例花瓶1│花瓶2 │花瓶3杜鵑花│ 1 │ 2 │ -5秋海棠│ 5 │ 10 │ 1 │

按照貪心策略是:杜鵑花放在2號瓶裡,秋海棠放在3號瓶裡,美學值:3

答案是: 杜鵑花放在1號瓶裡,秋海棠放在2號瓶裡,美學值:11

資料量很大搜尋顯然不行。

那要是動態規劃,階段,狀態,決策有是什麼呢?

既然要拿來花束乙個乙個的放,我們就以花束劃分階段。設計乙個狀態opt[i,j]表示將第i束花放在第j個花瓶中可使前i束花或得的最大美學價值,那麼決策就很容易想到了:將第i束花放在第j個瓶中,那麼第i-1束花只能放在前j-1個瓶裡,顯然我們要找到乙個放在前j-1個瓶中的乙個最大的美學價值在加上當前第i束放在第j個瓶中的美學價值就是opt[i,j]的值。

顯然符合最優化原理和無後效性。

狀態轉移方程:

opt[i,j]=max+a[i,j] (i<=k<=j-1) 為什麼是i<=呢?

複雜度:狀態數o(fv)*轉移代價o(v)=o(fv2)

資料範圍很小,可以在瞬間出解。

回顧剛才的解題過程,貪心和動態規劃都是找前一階段的最大值,為什麼貪心是錯的,而動態規劃是對的呢?

著就要讀者自己反思,總結了。

【源**】

program p1597;

const

maxn=110;

vara,opt,path:array[0..maxn,0..maxn] of longint;

n,m,ans:longint;

procedure init;

vari,j:longint;

begin

read(n,m);

for i:=1 to n do

for j:=1 to m do

read(a[i,j]);

end;

procedure main;

vari,j,k:longint;

begin

for i:=1 to n do

for j:=1 to m do

opt[i,j]:=-maxlongint;

for i:=1 to n do

for j:=i to m-n+i do

begin

for k:=i-1 to j-1 do

if opt[i-1,k]>opt[i,j] then

begin

opt[i,j]:=opt[i-1,k];

path[i,j]:=k;

end;

inc(opt[i,j],a[i,j]);

end;

ans:=n;

for i:=n+1 to m do

if opt[n,i]>opt[n,ans]then ans:=i;

end;

procedure outputway(i,j:longint);

begin

if i>0 then

begin

outputway(i-1,path[i,j]);

write(jend;

end;

procedure print;

vari:longint;

begin

writeln(opt[n,ans]);

outputway(n,ans);

writeln;

end;

begin

init;

main;

print;

end.

動態規劃入門

分類 演算法與資料結構 2.5石子合併問題 也有人把這類問題叫做是區間上的動態規劃。例題22 石子合併 stone.pas c cpp 某年noi 去巴蜀交 問題描述 在乙個操場上擺放著一行共n堆的石子。現要將石子有序地合併成一堆。規定每次只能選相鄰的兩堆合併成新的一堆,並將新的一堆石子數記為該次合...

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