区间DP例题(持续更新)

区间DP例题(持续更新)

做了这几道题之后发现基本的区间dp其实也就是那回事:
找出状态方程(基本上都长的差不多),然后用递推思维由小区间求得大区间;
可能某些问题会有些其他处理,只需要稍微改下就行了;
如果数据较大时,就得用到平行四边形优化

希望以后遇到比较简单的区间dp还是得做出来吧

题目列表(题解在下面)
一、poj 3280:Cheapest Palindrome
二、poj 2955:Brackets
三、hdu 3506:Monkey Party
四、hdu 4283:You Are the One
五、hdu 4632:Palindrome subsequence

做了几道水题之后,发现区间DP好像也有个类似于模板之类的代码:

(以石头合并为例)

/**以石头合并为例*/
/**
普通区间dp模板
*/
//n是区间长度,dp[i][j]存从 i 到 j 区间合并的最优值
//sum[i]    花费的前缀和(1~i的和)
for(int i=1;i<=n;i++)
    dp[i][i]=0;
for(int len=2;len<=n;len++)   //len选择区间长度
{
    for(int i=1;i<=n-len+1;i++)    //枚举起点
    {
        int j=i+len-1;      //合并终点
        if(j>n)     //不可越界
            break;
        dp[i][j]=0x3f3f3f3f;
        for(int k=i;k<=j;k++)            //枚举分割点,寻找最优分割
        {
            int temp=dp[i][k]+dp[k+1][j]+sum[j]-sum[i-1];
            if(dp[i][j]>temp)
                dp[i][j]=temp;
        }
    }
}
/**环形dp*/
//n是区间长度,dp[i][j]存从 i 到 j 区间合并的最优值
//sum[i]    花费的前缀和(1~i的和)
//s[i][j]  记录从 i 到 j 的最优分割点
for(int i=1;i<=n;i++)
{
    dp[i][i]=0;
    s[i][i]=i;
}
for(int len=2;len<=n;len++)     //len选择区间长度
{
    for(int i=1;i<=n-len+1;i++)    //枚举起点
    {
        int j=i+len-1;      //合并终点
        if(j>n)     //不可越界
            break;
        dp[i][j]=0x3f3f3f3f;
        for(int k=s[i][j-1];k<=s[i+1][j];k++)            //枚举分割点,寻找最优分割
        {
            int temp=dp[i][k]+dp[k+1][j]+sum[j]-sum[i-1];
            if(dp[i][j]>temp)
            {
                dp[i][j]=temp;
                s[i][j]=k;
            }
        }
    }
}

一、poj 3280:Cheapest Palindrome

题意:给定一字符串,可以增加或者删除某个字符,但增加或者删除字符分别对应一个代价

问:使得字符串成为回文串时,所需要的最小代价

一个经典的区间DP问题,估计在没接触过区间DP前,我可能毫无头绪,然后这就是一道模板题

状态转移方程:

if(s[i]==s[j])
    dp[i][j]=dp[i+1][j-1];
else
    dp[i][j]=min(dp[i][j-1]+w[j],dp[i+1][j]+w[i]);

可能这里的增加和删除所对应的代价不同会有点迷,但是仔细一想其实增加和删除产生的结果是等价的,于是只需要两者取小值做为代价即可

#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int n,m;
char s[2010];
int dp[2010][2010];
int main()
{
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        map<char,int>mp;
        char ch;
        int a,b;
        scanf("%s",s);
        s[m]='\0';
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            getchar();
            scanf("%c",&ch);
            scanf("%d%d",&a,&b);
            mp[ch]=min(a,b);
        }
        for(int i=m-1;i>=0;i--)
        {
            for(int j=i+1;j<m;j++)
            {
                if(s[i]==s[j])
                    dp[i][j]=dp[i+1][j-1];
                else
                    dp[i][j]=min(dp[i+1][j]+mp[s[i]],dp[i][j-1]+mp[s[j]]);
            }
        }
        printf("%d\n",dp[0][m-1]);
    }
    return 0;
}

二、poj 2955:Brackets

题意很简单,求满足括号匹配的最长子串的长度

当时懵了,这个怎么搞嘛

后面看题解后,又感觉不是那么的难

状态转移方程:

if((str[i]=='('&&str[j]==')')||(str[i]=='['&&str[j]==']'))
{
      dp[i][j]=dp[i+1][j-1]+2;
}
for(int k=i;k<j;k++)
      dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i][k]+dp[k+1][j]);

完整代码:

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int dp[110][110];
int main()
{
    char str[110];
    while(~scanf("%s",str))
    {
        if(strcmp(str,"end")==0)
            break;
        int len=strlen(str);
        str[len]='\0';
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        for(int l=0;l<len;l++)          //区间长度
        {
            for(int i=0;i<len-l;i++)    //区间起点
            {
                int j=l+i;             //终点
                if((str[i]=='('&&str[j]==')')||(str[i]=='['&&str[j]==']'))
                   dp[i][j]=dp[i+1][j-1]+2;
                for(int k=i;k<j;k++)
                {
                    dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i][k]+dp[k+1][j]);
                }
            }
        }
        printf("%d\n",dp[0][len-1]);
    }
    return 0;
}

三、hdu 3506:Monkey Party

题意:会发现这其实就是一道环形石头合并问题
主要有两种方法:1、取模运算;2、将区间扩大至两倍
显然第一种比较复杂,然而第二种会由于区间过大,导致TLE,这时候就得用到平行四边形优化

用s[i][j]表示区间[i, j]中的最优分割点,第三重循环从区间[i, j-1)的枚举,优化到在区间[s[i][j-1], s[i+1][j]]中枚举。
上述原理就是“平行四边形优化”。

完整代码:

/**环形dp*/
//n是区间长度,dp[i][j]存从 i 到 j 区间合并的最优值
//sum[i]    花费的前缀和(1~i的和)
//s[i][j]  记录从 i 到 j 的最优分割点
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int w[2010];
int dp[2010][2010];
int sum[2010];
int s[2010][2010];
int main()
{
    int n;
    while(~scanf("%d",&n))
    {
        memset(sum,0,sizeof(sum));
        memset(s,0,sizeof(s));
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        memset(w,0,sizeof(w));
        for(int i=1; i<=n; i++)
        {
            scanf("%d",&w[i]);
            w[i+n]=w[i];
        }
        for(int i=1; i<=2*n; i++)
        {
            dp[i][i]=0;
            s[i][i]=i;
            sum[i]=sum[i-1]+w[i];
        }
        for(int len=2; len<=n; len++)   //len选择区间长度
        {
            for(int i=1; i<=2*n-len+1; i++)  //枚举起点
            {
                int j=i+len-1;      //合并终点
                if(j>2*n)
                    break;
                dp[i][j]=0xffffff0;
                for(int k=s[i][j-1]; k<=s[i+1][j]; k++)          //枚举分割点,寻找最优分割
                {
                    int temp=dp[i][k]+dp[k+1][j]+sum[j]-sum[i-1];
                    if(dp[i][j]>temp)
                    {
                        dp[i][j]=temp;
                        s[i][j]=k;
                    }
                }
            }
        }
        int ans=0xffffff0;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            ans=min(ans,dp[i][i+n-1]);
        }
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}


四、hdu 4283:You Are the One

哭辽,感觉这道题好难啊,虽然懂了,是个咋回事,看题解后也看懂了,但是我估计我很难想到吧

题目意思很简单,就是有n个男士,每个人对应一个屌丝值Di,然后第k个顺序会获得(k-1)*Di
要使得获得的屌丝值最小

其中有一个栈,可以调整顺序

看到就一脸懵逼,虽然这是区间dp的练习题,但是完全不知道怎么下手

看完题解后,知道:
dp[i][j]表示从第i个人到第j个人这段区间的最小花费(是只考虑这j-i+1个人,不需要考虑前面有多少人)
那么对于dp[i][j]的第i个人,就有可能第1个上场,也可以第j-i+1个上场。考虑第K个上场
即在i+1之后的K-1个人是率先上场的,那么就出现了一个子问题 dp[i+1][i+k-1]表示在第i个人之前上场的
对于第i个人,由于是第k个上场的,那么屌丝值便是a[i](k-1)
其余的人是排在第k+1个之后出场的,也就是一个子问题dp[i+k][j],对于这个区间的人,由于排在第k+1个之后,所以整体愤怒值要加上k
(sum[j]-sum[i+k-1])

于是完整代码:

/**
dp[i][j]表示从第i个人到第j个人这段区间的最小花费(是只考虑这j-i+1个人,不需要考虑前面有多少人)
那么对于dp[i][j]的第i个人,就有可能第1个上场,也可以第j-i+1个上场。考虑第K个上场
即在i+1之后的K-1个人是率先上场的,那么就出现了一个子问题 dp[i+1][i+k-1]表示在第i个人之前上场的
对于第i个人,由于是第k个上场的,那么屌丝值便是a[i]*(k-1)
其余的人是排在第k+1个之后出场的,也就是一个子问题dp[i+k][j],对于这个区间的人,由于排在第k+1个之后,所以整体愤怒值要加上k*(sum[j]-sum[i+k-1])
*/
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int INF=0xffffff0;
int dp[110][110];
int w[110];
int sum[110];
int main()
{
    int t,n;
    scanf("%d",&t);
    for(int cnt=1;cnt<=t;cnt++)
    {
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        memset(sum,0,sizeof(sum));
        memset(w,0,sizeof(w));
        scanf("%d",&n);
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            for(int j=i+1;j<=n;j++)
                dp[i][j]=INF;
        }
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%d",&w[i]);
            sum[i]=sum[i-1]+w[i];
        }
        for(int len=1;len<n;len++)
        {
            for(int i=1;i<=n-len;i++)
            {
                int j=i+len;
                for(int k=1;k<=j-i+1;k++)
                {
                    dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[i+1][i+k-1]+dp[i+k][j]+k*(sum[j]-sum[i+k-1])+w[i]*(k-1));
                }
            }
        }
        printf("Case #%d: %d\n",cnt,dp[1][n]);
    }
}

太难了!!!!(呜呜呜)

五、hdu 4632:Palindrome subsequence

这感觉是一道简单题,还是太菜了,我觉得应该能做出来的,基本上找到区间dp的套路后,感觉这题套套路,应该还是能做出来啊

题意就是要求给定字符串的子序列为回文串的数量,由于数量巨大,于是得取模

思路:
用dp[i][j]表示这一段里有多少个回文串,那首先dp[i][j]=dp[i+1][j]+dp[i][j-1],但是dp[i+1][j]和dp[i][j-1]可能有公共部分,所以要减去dp[i+1][j-1]。
如果str[i]==str[j]的话,还要加上dp[i+1][j-1]+1,因为首尾是可以组成一个回文子串的,而且首尾可以与中间任何一个回文子串组成新的回文子串 。

代码如下:

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int mod=10007;
char str[1010];
int dp[1010][1010];
int main()
{
    int t;
    scanf("%d",&t);
    for(int k=1;k<=t;k++)
    {
        scanf("%s",str);
        int len=strlen(str);
        str[len]='\0';
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        for(int i=0;i<len;i++)
            dp[i][i]=1;
        for(int j=1;j<len;j++)
        {
            for(int i=j-1;i>=0;i--)
            {
                dp[i][j]=(dp[i+1][j]+dp[i][j-1]-dp[i+1][j-1]+mod)%mod;
                if(str[i]==str[j])
                    dp[i][j]=(dp[i][j]+dp[i+1][j-1]+1+mod)%mod;
            }
        }
        printf("Case %d: %d\n",k,dp[0][len-1]);
    }
    return 0;
}

这应该还是能想到的啊…

六、poj 1141:Brackets Sequence

又是括号匹配,感觉也不是很难,但是为什么就是没想到呢,

唯一有点想不到的就是那个打印的,其实用个递归也就游刃而解了

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
char str[1010];
int dp[1010][1010];
int pos[1010][1010];
/**感觉就是这有点难*/
void Print(int i,int j)
{
    //递归结束条件
    if(i>j)
        return ;
    if(i==j)
    {
        if(str[i]=='('||str[j]==')')
            printf("()");
        else
            printf("[]");
    }
    else
    {
        if(pos[i][j]==-1)
        {
            printf("%c",str[i]);
            Print(i+1,j-1);
            printf("%c",str[j]);
        }
        else
        {
            Print(i,pos[i][j]);
            Print(pos[i][j]+1,j);
        }
    }
}
int main()
{
    while(gets(str))
    {
        int len=strlen(str);
        str[len]='\0';
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        memset(pos,0,sizeof(pos));
        for(int i=0;i<len;i++)
            dp[i][i]=1;
        //基本区间dp模板
        for(int l=1;l<len;l++)
        {
            for(int i=0;i<len-l;i++)
            {
                int j=i+l;
                dp[i][j]=0xffffff0;
                if((str[i]=='('&&str[j]==')')||(str[i]=='['&&str[j]==']'))
                {
                    dp[i][j]=dp[i+1][j-1];
                    pos[i][j]=-1;
                }
                for(int k=i;k<j;k++)
                {
                    int temp=dp[i][k]+dp[k+1][j];
                    if(dp[i][j]>temp)
                    {
                        dp[i][j]=temp;
                        pos[i][j]=k;
                    }
                }
            }
        }
        Print(0,len-1);
        printf("\n");
    }
}

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