【学习笔记12.25】动态规划入门

动态规划

看完本文你可以解决的题目有:

题目 题型
509. 斐波那契数 - 力扣(LeetCode) 简单动态规划
70. 爬楼梯 - 力扣(LeetCode) 简单动态规划

动态规划问题的一般形式就是求最值。如果某一问题有很多重叠子问题,使用动态规划就是最佳的。

  1. 确定dp数组以及下标的含义。
  2. 确定递推公式。
  3. dp数组如何初始化。
  4. 确定遍历顺序。
  5. 举例推导dp数组。

一般来说,函数的参数就是状态,函数的返回值就是要求我们计算的量。

解题模板:

# 自顶向下递归的动态规划
def dp(状态1, 状态2, ...):
    for 选择 in 所有可能的选择:
        # 此时的状态已经因为做了选择而改变
        result = 求最值(result, dp(状态1, 状态2, ...))
    return result

# 自底向上迭代的动态规划
# 初始化 base case
dp[0][0][...] = base case
# 进行状态转移
for 状态1 in 状态1的所有取值:
    for 状态2 in 状态2的所有取值:
        for ...
            dp[状态1][状态2][...] = 求最值(选择1,选择2...)

LeetCode

  • leetcode 509

    使用五个步骤对题目进行分析,可以得到斐波那契数列的第n个数。

    class Solution {
        static int N = 31;
        public int fib(int n) {
            //1. fib数列的第i个数就是dp[i]。
            int [] dp = new int [N];
            //3. 数组初始化
            dp[0] = 0;
            dp[1] = 1;
            //4. 遍历顺序是从前往后,因为后面的值由前面的推导而来。
            for(int i = 2;i <= n;i++){
                //2. 递推公式
                dp[i] = dp[i - 1] + dp[ i - 2];
            }
            //5. 举例推导dp数组
            // 当n为3时, dp={0, 1, 1, 2}; 
            return dp[n];
        }
    }
    
  • leetcode 70

    通过规律发现,该问题也是重叠子问题。所以使用动态规划,再通过五步法解题。

    class Solution {
        //4节
            // 1. (1 + 1 + 1)  + 1
            // 2. (1 + 2) + 1
            // 3. (2 + 1) + 1
            // 4. (1 + 1) + 2
            // 5. (2) + 2
        public int climbStairs(int n) {
            if(n == 1) return 1;
            //1. dp数组含义:i阶楼梯,有dp[i]种不同的方法。
                // 1节-1种方法
                // 2节-2种方法
                // 3节-3种方法
                // 4节-5种方法
            int [] dp = new int [n + 1];
            //3. dp数组初始化
            // dp[0] = 0;
            dp[1] = 1;
            dp[2] = 2;
            //4. 从前往后遍历。
            for(int i = 3;i <= n;i++){
                //2. 递推公式
                dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
            }
            //5. n = 4 , dp[3] = 3,dp[4] = 5.
            return dp[n];
        }
    }
    

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