贪心算法和动态规划的思路及其Python实现
贪心算法
百度的定义： 贪心算法（又称贪婪算法）是指，在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说，不从整体最优上加以考虑，他所做出的是在某种意义上的局部最优解。
通俗一点讲，当要解决某一个问题时，先判断第一步的最优解，然后把剩下的步骤看作下一个递归的具体问题。
例如0-1背包问题：给定n种物品和一个背包。物品i的重量是Wi，其价值为Vi，背包的容量为C。应如何选择装入背包的物品，使得装入背包中的物品的总价值最大？
假设具体问题数值：A物品，重量为6kg，价值为8元，
B物品，重量为8kg，价值为13元，
C物品，重量为10kg，价值为15元
背包可以装为50kg的物品。
有经验的小朋友肯定首先判断拿取哪一个物品既轻又有价值。A物品：单位重量的价值为8/6（元）
B物品：单位重量的价值为13/8（元）
C物品：单位重量的价值为15/10（元）
计算看出，只要能装，首先要拿B物品，因为单位价值最高。
即剩余50kg
第一步：我有 50 kg背包，我可以选择的物品有 A，B，C
第二步：选择当前这一步最优解，即 B。而问题的背包变成50-8=42kg，而问题只有背包重量改变，重新回到第一步判断。
所以就是：（选择优先B，然后C，然后A）
1：我有 50kg 背包，我可以选择A，B，C，总价值为0 ，我选择B
2：我有 42kg 背包，我可以选择A，B，C，总价值为13 ，我选择B
3：我有 34kg 背包，我可以选择A，B，C，总价值为26 ，我选择B
4：我有 26kg 背包，我可以选择A，B，C，总价值为39 ，我选择B
5：我有 18kg 背包，我可以选择A，B，C，总价值为52 ，我选择B
7：我有 2kg 背包，我可以选择 ，总价值为78 ，没有空间选了
这时候有眼尖的小朋友就问了：“那这道题这样做的话，只能取6个B物品，重量为48kg，总价值为6*13=78元。那如果我取5个B物品，1个C物品，不是刚好50kg吗？这样总价值有5*13+15=80元呢”。其实这就看出，贪心算法得到的并不是最优解。
如何用代码实现呢？
# coding=utf-8
if __name__ == '__main__':
beg = 50 #背包50kg
value = 0 #已经获得的价值
choice = []
while beg > 0: #如果背包还有空位，则递归
if beg >= 8: #选择当前这一步的最优解，既选择B商品
beg = beg - 8
value = value + 13
choice.append("B")
elif beg >= 10: #要是B商品选择不了，则选择第二单位价值的物品，即A物品
beg = beg - 10
value = value + 15
choice.append("A")
elif beg >= 6:
beg = beg - 6
value = value + 8
choice.append("C")
else: #当所有的物品都选择不了，则退出
break
print "剩余的背包重量：",beg
print "获得的总价值：",value
print "选择的物品的类型及顺序：",choice贪心算法只能保证 次优解。
动态规划
1：最优子结构
2：子问题重叠
3：边界
边界体现在背包没有空间，或者金矿没有足够人数取挖。
4：子问题独立
看完这里还是迷迷糊糊？不急，还没说完，上面那四个点只是基础，还需要剔除重复的步骤。（相当于深搜的剪枝吧..）
这里我再引入一道题：斐波那契数列之青蛙跳台阶。
一只青蛙一次可以跳上 1 级台阶，也可以跳上2 级。求该青蛙跳上一个n 级的台阶总共有多少种跳法。
这道题其实用动态规划可以解决。一般的想法：
# coding=utf-8
def fib(n): #当前有N个台阶，可以选择跳一个台阶，也可以选择跳两个
if n <=1 : #边界问题，要是当前只剩下一个台阶，则只剩下一个方法跳。
return 1
else: #跳一个台阶和跳两个台阶都是一个选项。
return fib(n-1)+fib(n-2)
print fib(5)
每到叶结点的0代表剩下0步，确定唯一的跳台阶的唯一确定方案。上面一共有8个叶结点，即有8种方案。不过这里我们不是讨论这道题的解，而是讨论动态规划的优化。
当我剩下1层台阶时，我只有两种可能，就是这里
（或者从2到0）
咦，那当我只剩下2层台阶时，我也只有一种可能性，就是
当我剩下3层台阶时，也只有
剩下4层台阶时，有
这样的话，其实我有5层台阶时，其中包括1个（4层台阶子树），2个（3层台阶子树），3个（2层台阶子树），5个（从1到0），4个（从2直接到0）。
class Dp1(object): #动态规划类
def __init__(self,n): #初始化
self.mark = [0 for _ in xrange(n+1)] #定义一个一维数组，初始化全部为0，长度为台阶数。用来当作“备忘录”。
print self.dp(n) #开始递归
def dp(self,n): #递归的方法
self.m = 0 #m的含义是当前n个台阶有m种跳法
if self.mark[n] != 0: #先从备忘录寻找n，若存在mark[n]不等于0,则代表曾经计算过，n个台阶有mark[n]种跳法
self.m = self.mark[n] #若备忘录有，则直接得到n层台阶的答案
elif n <= 0: #从这里开始的四行是用来判断“边界问题”
if n == 0: #若刚好跳完台阶，则这样算一种方法
self.m = 1 #m变成1,代表是一种可行方法
else: #有可能跳的台阶超过实际台阶数
self.m = 0 #m为0,代表不可行
elif n>0: #这里两行是用于规划转移方程式（其实这里很简单），青蛙只有两种可能，跳一层或者跳两层。
self.m = self.dp(n-2)+self.dp(n-1) #当前n层台阶的解个数 等于 n-1层台阶的解 + n-2层台阶的解
self.mark[n] = self.m #把m放入备忘录，下次若是再次是n层台阶，则不用计算直接取备忘录的数。（优化）
return self.m #返回
if __name__ == '__main__':
dp1 = Dp1(100)1、构造问题所对应的过程。
2、思考过程的最后一个步骤，看看有哪些选择情况。
3、找到最后一步的子问题，确保符合“子问题重叠”，把子问题中不相同的地方设置为参数。
4、使得子问题符合“最优子结构”。
5、找到边界，考虑边界的各种处理方式。
6、确保满足“子问题独立”，一般而言，如果我们是在多个子问题中选择一个作为实施方案，而不会同时实施多个方案，那么子问题就是独立的。
7、考虑如何做备忘录。
8、分析所需时间是否满足要求。
9、写出转移方程式。
class Dp(object):
def __init__(self, n, m, peopleneed, gold): #n是总人数，m是金矿数
self.peopleneed = peopleneed #每一个金矿开挖需要的人数
self.gold = gold #每一个金矿的金矿数
self.maxgold =[[-1 for i in xrange(n)] for i in xrange(m)] #初始化备忘录，创建一个m行n列的二维数组。
print self.getmaxgold(n,m) #n,m减一是因为数组是从0开始
def getmaxgold(self,n,m):
#retmaxgold = 0
if self.maxgold[m-1][n-1] != -1:
retmaxgold = self.maxgold[m-1][n-1]
elif m == 0:
if (n >= self.peopleneed[m-1]):
retmaxgold = self.gold[m-1]
else:
retmaxgold = 0
elif n >= self.peopleneed[m-1]:
retmaxgold = max(self.getmaxgold(n - self.peopleneed[m-1],m -1)+self.gold[m-1],self.getmaxgold(n,m-1))
else:
retmaxgold = self.getmaxgold(n,m-1)
self.maxgold[m-1][n-1] = retmaxgold
return retmaxgold
if __name__ == '__main__':
peopleneed = []
gold = []
str = raw_input("")
try:
str = str.split(" ")
n = int(str[0])
m = int(str[1])
for i in range(m):
goldmount = raw_input("")
goldmount = goldmount.split(" ")
peopleneed.append(int(goldmount[0]))
gold.append(int(goldmount[1]))
except:
print "输入格式错误"
dp = Dp(n, m, peopleneed, gold)
100 5
77 92
22 22
29 87
50 46
99 90
答案： 133
下面找了一些题目练习（动态规划只有练习才能提高...只能不断练习）
例题来源：http://www.cnblogs.com/wuyuegb2312/p/3281264.html#q1
1.硬币找零
难度评级：★
假设有几种硬币，如1、3、5，并且数量无限。请找出能够组成某个数目的找零所使用最少的硬币数。
# coding=utf-8
class Dp2(object):
def __init__(self,money):
self.mark = [0 for _ in xrange(money+1)] #备忘录
print self.dp(money) #开始递归
def dp(self,money):
self.coin = 0 #需要的硬币数为0
if self.mark[money] != 0: #在备忘录中寻找该金额下的最少硬币找零数，若存在，则取出
self.coin = self.mark[money]
elif money <= 0: #边界问题
if money == 0: #如果金额为零，则代表刚好算是一种找零方法
self.coin = 0 #这里的0不是代表硬币数为0，而是代表这种方法可行，因为在下面已经有加1，若是这里coin为1，结果就会比答案多1
else:
self.coin = float("inf") #若是金额为负数，即“拿多了”，这种方法不可行，则硬币消耗数为 无穷大
elif money > 0:
self.coin = min(self.dp(money-1),self.dp(money-3),self.dp(money-5))+1 #递归，找出最少的可以凑齐金额数money的方法
self.mark[money] = self.coin #做备忘录
return self.coin
if __name__ == '__main__':
dp2 = Dp2(65) #找零钱之后慢慢再更新题目