动态规划

定义

Dynamic programming,通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式求解复杂问题的方法。

性质

  1. 重叠子问题:它将问题重新组合成子问题,为了避免多次解决这些子问题,它们的结果都逐渐被计算并被保存,从简单的问题直到整个问题都被解决。因此,动态规划保存递归时的结果,因而不会在解决同样的问题时花费时间。

  2. 最优子结构:局部最优解能决定全局最优解(对有些问题这个要求并不能完全满足,故有时需要引入一定的近似)。

适用情况

  1. 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(即满足最优化原理)。

  2. 无后效性。即子问题的解一旦确定,就不再改变,不受在这之后、包含它的更大的问题的求解决策影响。

  3. 子问题重叠性质。指在用递归算法自顶向下对问题进行求解时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题会被重复计算多次。动态规划算法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只计算一次,然后将其计算结果保存在一个表格中,当再次需要计算已经计算过的子问题时,只是在表格中简单地查看一下结果,从而获得较高的效率,降低了时间复杂度。

实现

解题流程:

  1. 暴力的递归

  2. 带备忘的自顶向下法(记忆化搜索);

  3. 自底向上法(将子问题按规模排序,类似于递推)。

算法

  1. 最长公共子序列

  2. Floyd-Warshall算法

  3. Viterbi算法

参考

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