简介
1 动态规划(Dynamic Programming)
1.1 基本实现思想
首先,动态规划问题的一般形式就是求最值
。动态规划其实是运筹学的一种最优化方法,只不过在计算机问题上应用比较多,比如说让你求最长递增子序列呀,最小编辑距离呀等等。
既然是要求最值,核心问题是什么呢?求解动态规划的核心问题是穷举
。因为要求最值,肯定要把所有可行的答案穷举出来,然后在其中找最值呗。
动态规划这么简单,就是穷举就完事了?我看到的动态规划问题都很难啊!
首先,动态规划的穷举有点特别,因为这类问题存在「重叠子问题」
,如果暴力穷举的话效率会极其低下,所以需要「备忘录」或者「DP table」来优化穷举过程,避免不必要的计算。
而且,动态规划问题一定会具备「最优子结构」
,才能通过子问题的最值得到原问题的最值。
另外,虽然动态规划的核心思想就是穷举求最值,但是问题可以千变万化,穷举所有可行解其实并不是一件容易的事,只有列出正确的「状态转移方程」
,才能正确地穷举。
以上提到的重叠子问题、最优子结构、状态转移方程就是动态规划三要素。具体什么意思等会会举例详解,但是在实际的算法问题中,写出状态转移方程是最困难的
,这也就是为什么很多朋友觉得动态规划问题困难的原因,我来提供我研究出来的一个思维框架,辅助你思考状态转移方程:
明确 base case -> 明确「状态」-> 明确「选择」 -> 定义 dp 数组/函数的含义。
实战演练
1 斐波那契数列
70. 爬楼梯
难度: 简单
简单DP,开胃菜,不多说。
输入:n = 2
输出:2
解释:有两种方法可以爬到楼顶。
- 1 阶 + 1 阶
- 2 阶
DP解法
dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
class Solution:
def climbStairs(self, n: int) -> int:
a, b, c = 0, 0, 1
for i in range(n):
a, b, c = b, c, b+c
return c