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對于環形的動態規劃,
可以把數組下標復制一份然后進行動態規劃
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在動態規劃的具體編程中,可能許多時候寫出了正確的狀態轉移方程,但編寫后的程序卻得不到正確解,這很有可能是因為動態規劃的循環的順逆序,或者循環的內外層出現了錯誤。
在這里忽略其他資料中的理論知識,而具體說動態規劃是如何實現的。
// 在這里的給出的全部代碼都沒有經過調試而直接寫出
// 如果出現錯誤,請指出
從01背包開始說起。
稍微掌握動態規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]);

一般的動態規劃都是先枚舉狀態再枚舉決策,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:觀察狀態轉移方程,第i次的決策只與第i-1次所記錄的狀態有關,于是想,能不能有一種方法只用一維數組,就可以在狀態轉移能夠正確進行?答案是肯定的,那就是第二層使用逆序循環。
NOIp 2006 金明的預算方案
先處理一下給出的物品,分成若干組,轉化為分組背包問題。
寫出分組背包的狀態轉移方程:
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,先觀察狀態轉移方程,還是只取決于第k-1組記錄的狀態,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組的狀態轉移而來;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和第三層循環顛倒過來,那么就有可能第k層的狀態由第k層的狀態轉移而來,從而不能保證最多選擇一件物品。
Vijos GF
二維費用的背包。
狀態轉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,但是現實生活中的經驗告訴我們每個GF只能選擇一次),所以在循環枚舉j和k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,但是這道題卻在數據的規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規劃結合,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規劃。
省略搜索部分,而著重說說動態規劃。
狀態轉移方程:
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某一層出現空缺的情況時,要把空缺的那一層全部從它的上一層把狀態繼承下來,以保證后來的狀態轉移的正確。
總結一下。
對于一道題目寫出狀態轉移方程之后,程序的實現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轉移方程,另外還要考慮到題目中的一些限制條件,設計合適的循環順逆序和內外層。
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posted on 2010-01-06 18:20
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算法與數據結構