动态规划的解题思路


动态规划

“动态规划”用于多阶段最优解问题的求解。
关键的思想在「自底向上」和「空间换时间」。
“动态规划”,其实就是找规律,总结公式/方程。
动态规划,类似于数学归纳法。
动态规划,可以使用一维数组,有时也会用到二维数组。

一维数组dp[i] 的动态规划的几个步骤:

  • 确定数组dp[i]的下标i以及dp[i]值的含义,比如经典的LeetCode70爬楼梯, 爬到第i层楼梯,有dp[i]种方法;
  • 确定动态规划的状态转移方程(递推公式)。比如,爬楼梯的公式:dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2];
  • dp数组的初始化:初始化值,dp[0]的值是多少 , dp[1]的值又是多少;
  • 确定遍历顺序:分析递推顺序应该是从前往后,还是从后往前。还有就是,要从哪一个下标开始遍历;

示例:LeetCode70. 爬楼梯

假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。
每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

public int climbStairs(int n) {
	if (n <= 0) {
	    return 0;
	}
        //dp数组的初始化
	int[] dp = new int[n + 2];
	dp[0] = 0;
	dp[1] = 1;
	dp[2] = 2;
	for (int i = 3; i <= n; i++) {
                //确定动态规划的状态转移方程(递推公式)
		dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
	}
	return dp[n];
}

LeetCode53. 最大子数组和

  • 给你一个整数数组 nums ,请你找出一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。
    子数组 是数组中的一个连续部分。

示例 1:
输入:nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出:6
解释:连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6 。

class Solution {
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        int length=nums.length;
        int[] dp=new int[length];
        //初始值
        dp[0]=nums[0];
        int maxSum=nums[0];
        for(int i=1;i

用二维数组的动态规划:

二维数组的动态规划,跟一维数组的动态规划,基本是一样的。

  • 设定状态。
    二维 dp 问题,可以使用二维数组 dp[i][j],第一维的下标i可以表示A事物的状态,第二维的下标j可以表示B事物的状态。
    比如LeetCode122的买卖股票,题中有两个状态,一个是天数,一个是是否持有股票,
    定义dp[i][0]表示第 i天交易完后手里没有股票的最大利润,
    dp[i][1] 表示第 i天交易完后手里持有一支股票的最大利润。
  • 思考状态转移方程(也就是公式)。
    找规律,找出 dp[i][j]是怎么由dp[i-1][j]、 dp[i-1][j-1] 推导得到的
  • 考虑初始值。
    也就是 dp[0][0] 、 dp[0][1] 之类的初始值。
  • 考虑输出。
    求出 dp[len - 1][j] (也可能是其他的如dp[len - 1][j]) 的值。

动态规划入门题:LeetCode70,LeetCode121,LeetCode122

参考资料:

《labuladong的算法小抄》
https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock/solution/bao-li-mei-ju-dong-tai-gui-hua-chai-fen-si-xiang-b/