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            心如止水
            Je n'ai pas le temps
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            對于環(huán)形的動態(tài)規(guī)劃,

            可以把數(shù)組下標復制一份然后進行動態(tài)規(guī)劃

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            在動態(tài)規(guī)劃的具體編程中,可能許多時候?qū)懗隽苏_的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,但編寫后的程序卻得不到正確解,這很有可能是因為動態(tài)規(guī)劃的循環(huán)的順逆序,或者循環(huán)的內(nèi)外層出現(xiàn)了錯誤。

            在這里忽略其他資料中的理論知識,而具體說動態(tài)規(guī)劃是如何實現(xiàn)的。

            // 在這里的給出的全部代碼都沒有經(jīng)過調(diào)試而直接寫出

            // 如果出現(xiàn)錯誤,請指出

            01背包開始說起。

            稍微掌握動態(tài)規(guī)劃的人都可以熟練地寫出如下代碼:

             

            for(i=1;i<=n;i++)
              
            for(j=v;j>=c[i];j--)
                d[j]
            =max(d[j],d[j-c[i]]+w[i]);

             

            一般的動態(tài)規(guī)劃都是先枚舉狀態(tài)再枚舉決策,可能初學者不明白以上的代碼是怎么回事,因為這是降維之后的狀態(tài)表示,降維之前的是:

            d[i][j]=max(d[i-1][j],d[i-1][j-c[i]]+w[i])

            之所以可以降維是因為:觀察狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,第i次的決策只與第i-1次所記錄的狀態(tài)有關,于是想,能不能有一種方法只用一維數(shù)組,就可以在狀態(tài)轉(zhuǎn)移能夠正確進行?答案是肯定的,那就是第二層使用逆序循環(huán)。

             

            NOIp 2006 金明的預算方案

            先處理一下給出的物品,分成若干組,轉(zhuǎn)化為分組背包問題。

            寫出分組背包的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:

            d[k][j]=max(d[k-1][j],d[k-1][j-c[k][i]]+w[k][i])

            對于分組背包,給出如下代碼:

             

            for 所有組k
              
            for j=V to 0
                
            for 所有物品i屬于組k
                  d[j]
            =max(d[j],d[j-c[k][i]]+w[k][i]);

             

            // 《背包問題九講》中的代碼似乎有點錯誤

            同樣,先觀察狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,還是只取決于第k-1組記錄的狀態(tài),又要使每組中物品只選一件或者一件都不選。這樣就確定了分組背包只能是上面的循環(huán)次序,因為只有這樣在第k組決策的時候才能保證從第k-1組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移而來;簡單地說就是,在第二層固定了前k組物品占用的空間,那么無論選擇哪一個i,最終這個狀態(tài)都只能被第k組的一個物品占用;試想如果像《背包問題九講》中那樣把第二層循環(huán)和第三層循環(huán)顛倒過來,那么就有可能第k層的狀態(tài)由第k層的狀態(tài)轉(zhuǎn)移而來,從而不能保證最多選擇一件物品。

             

            Vijos GF

            二維費用的背包。

            狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程直接給出如下:

            d[i][j][k]=max(d[i-1][j][k],d[i-1][j-c1[i]][k-c2[i]]+w[i])

            同樣可以降到二維,因為是每個GF只能選擇一次(題目中好像沒有這么說,很久之前做的了,不太記得了,但是現(xiàn)實生活中的經(jīng)驗告訴我們每個GF只能選擇一次),所以在循環(huán)枚舉jk的時候要使用逆序。

             

            Vijos 情敵

            當然可以理解為和“金明的預算方案”一樣,是有依賴關系的背包問題,但是這道題卻在數(shù)據(jù)的規(guī)模上告訴我們用那種方法是不可行的。更好的做法是搜索和動態(tài)規(guī)劃結(jié)合,每次枚舉超級情敵在第一個月消滅、第二個月消滅、第三個月消滅(即不消滅),然后對其余情敵進行動態(tài)規(guī)劃。

            省略搜索部分,而著重說說動態(tài)規(guī)劃。

            狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:

            d[i][j][k]=max(d[i-1][j][k],d[i-1][j-c1[i]][k],d[i-1][j][k-c2[i]])

            由于有可能某個超級情敵沒有被消滅,而在枚舉i的時候枚舉了這個超級情敵,如果在這時直接判斷后continue,可能造成d[i]層的空缺,以至于d[i+1]層的錯誤。所以在處理這樣可能出現(xiàn)某一層出現(xiàn)空缺的情況時,要把空缺的那一層全部從它的上一層把狀態(tài)繼承下來,以保證后來的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的正確。

             

            總結(jié)一下。

            對于一道題目寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程之后,程序的實現(xiàn)有時候是顯而易見的,但有時候卻又需要思考一番。這時候還是需要立足于狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,另外還要考慮到題目中的一些限制條件,設計合適的循環(huán)順逆序和內(nèi)外層。

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            posted on 2010-01-06 18:20 lee1r 閱讀(276) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
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