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2023-08-20 14:52:42 +08:00
parent 96fded547b
commit 26a2e7f171
42 changed files with 234 additions and 230 deletions
@@ -3795,7 +3795,7 @@ dp[i] = \min(dp[i-1], dp[i-2]) + cost[i]
</div>
<h2 id="1422">14.2.2 &nbsp; 无后效性<a class="headerlink" href="#1422" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>「无后效性」是动态规划能够有效解决问题的重要特性之一,定义为:<strong>给定一个确定的状态,它的未来发展只与当前状态有关,而与当前状态过去所经历过的所有状态无关</strong></p>
<p>以爬楼梯问题为例,给定状态 <span class="arithmatex">\(i\)</span> ,它会发展出状态 <span class="arithmatex">\(i+1\)</span> 和状态 <span class="arithmatex">\(i+2\)</span> ,分别对应跳 <span class="arithmatex">\(1\)</span> 步和跳 <span class="arithmatex">\(2\)</span> 步。在做出这两种选择时,我们无考虑状态 <span class="arithmatex">\(i\)</span> 之前的状态,它们对状态 <span class="arithmatex">\(i\)</span> 的未来没有影响。</p>
<p>以爬楼梯问题为例,给定状态 <span class="arithmatex">\(i\)</span> ,它会发展出状态 <span class="arithmatex">\(i+1\)</span> 和状态 <span class="arithmatex">\(i+2\)</span> ,分别对应跳 <span class="arithmatex">\(1\)</span> 步和跳 <span class="arithmatex">\(2\)</span> 步。在做出这两种选择时,我们无考虑状态 <span class="arithmatex">\(i\)</span> 之前的状态,它们对状态 <span class="arithmatex">\(i\)</span> 的未来没有影响。</p>
<p>然而,如果我们向爬楼梯问题添加一个约束,情况就不一样了。</p>
<div class="admonition question">
<p class="admonition-title">带约束爬楼梯</p>
@@ -3475,7 +3475,7 @@
<div class="arithmatex">\[
dp[i, j] = \min(dp[i, j-1], dp[i-1, j], dp[i-1, j-1]) + 1
\]</div>
<p>请注意,<strong><span class="arithmatex">\(s[i-1]\)</span><span class="arithmatex">\(t[j-1]\)</span> 相同时,无编辑当前字符</strong>,这种情况下的状态转移方程为:</p>
<p>请注意,<strong><span class="arithmatex">\(s[i-1]\)</span><span class="arithmatex">\(t[j-1]\)</span> 相同时,无编辑当前字符</strong>,这种情况下的状态转移方程为:</p>
<div class="arithmatex">\[
dp[i, j] = dp[i-1, j-1]
\]</div>
@@ -4287,7 +4287,7 @@ dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
<h2 id="1413">14.1.3 &nbsp; 方法三:动态规划<a class="headerlink" href="#1413" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p><strong>记忆化搜索是一种“从顶至底”的方法</strong>:我们从原问题(根节点)开始,递归地将较大子问题分解为较小子问题,直至解已知的最小子问题(叶节点)。之后,通过回溯将子问题的解逐层收集,构建出原问题的解。</p>
<p>与之相反,<strong>动态规划是一种“从底至顶”的方法</strong>:从最小子问题的解开始,迭代地构建更大子问题的解,直至得到原问题的解。</p>
<p>由于动态规划不包含回溯过程,因此只需使用循环迭代实现,无使用递归。在以下代码中,我们初始化一个数组 <code>dp</code> 来存储子问题的解,它起到了记忆化搜索中数组 <code>mem</code> 相同的记录作用。</p>
<p>由于动态规划不包含回溯过程,因此只需使用循环迭代实现,无使用递归。在以下代码中,我们初始化一个数组 <code>dp</code> 来存储子问题的解,它起到了记忆化搜索中数组 <code>mem</code> 相同的记录作用。</p>
<div class="tabbed-set tabbed-alternate" data-tabs="4:12"><input checked="checked" id="__tabbed_4_1" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_2" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_3" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_4" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_5" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_6" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_7" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_8" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_9" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_10" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_11" name="__tabbed_4" type="radio" /><input id="__tabbed_4_12" name="__tabbed_4" type="radio" /><div class="tabbed-labels"><label for="__tabbed_4_1">Java</label><label for="__tabbed_4_2">C++</label><label for="__tabbed_4_3">Python</label><label for="__tabbed_4_4">Go</label><label for="__tabbed_4_5">JS</label><label for="__tabbed_4_6">TS</label><label for="__tabbed_4_7">C</label><label for="__tabbed_4_8">C#</label><label for="__tabbed_4_9">Swift</label><label for="__tabbed_4_10">Zig</label><label for="__tabbed_4_11">Dart</label><label for="__tabbed_4_12">Rust</label></div>
<div class="tabbed-content">
<div class="tabbed-block">
@@ -4503,7 +4503,7 @@ dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
<p align="center"> 图:爬楼梯的动态规划过程 </p>
<h2 id="1414">14.1.4 &nbsp; 状态压缩<a class="headerlink" href="#1414" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>细心的你可能发现,<strong>由于 <span class="arithmatex">\(dp[i]\)</span> 只与 <span class="arithmatex">\(dp[i-1]\)</span><span class="arithmatex">\(dp[i-2]\)</span> 有关,因此我们无使用一个数组 <code>dp</code> 来存储所有子问题的解</strong>,而只需两个变量滚动前进即可。</p>
<p>细心的你可能发现,<strong>由于 <span class="arithmatex">\(dp[i]\)</span> 只与 <span class="arithmatex">\(dp[i-1]\)</span><span class="arithmatex">\(dp[i-2]\)</span> 有关,因此我们无使用一个数组 <code>dp</code> 来存储所有子问题的解</strong>,而只需两个变量滚动前进即可。</p>
<div class="tabbed-set tabbed-alternate" data-tabs="5:12"><input checked="checked" id="__tabbed_5_1" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_2" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_3" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_4" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_5" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_6" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_7" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_8" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_9" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_10" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_11" name="__tabbed_5" type="radio" /><input id="__tabbed_5_12" name="__tabbed_5" type="radio" /><div class="tabbed-labels"><label for="__tabbed_5_1">Java</label><label for="__tabbed_5_2">C++</label><label for="__tabbed_5_3">Python</label><label for="__tabbed_5_4">Go</label><label for="__tabbed_5_5">JS</label><label for="__tabbed_5_6">TS</label><label for="__tabbed_5_7">C</label><label for="__tabbed_5_8">C#</label><label for="__tabbed_5_9">Swift</label><label for="__tabbed_5_10">Zig</label><label for="__tabbed_5_11">Dart</label><label for="__tabbed_5_12">Rust</label></div>
<div class="tabbed-content">
<div class="tabbed-block">
@@ -3366,7 +3366,7 @@
<p><strong>编辑距离问题</strong></p>
<ul>
<li>编辑距离(Levenshtein 距离)用于衡量两个字符串之间的相似度,其定义为从一个字符串到另一个字符串的最小编辑步数,编辑操作包括添加、删除、替换。</li>
<li>编辑距离问题的状态定义为将 <span class="arithmatex">\(s\)</span> 的前 <span class="arithmatex">\(i\)</span> 个字符更改为 <span class="arithmatex">\(t\)</span> 的前 <span class="arithmatex">\(j\)</span> 个字符所需的最少编辑步数。当 <span class="arithmatex">\(s[i] \ne t[j]\)</span> 时,具有三种决策:添加、删除、替换,它们都有相应的剩余子问题。据此便可以找出最优子结构与构建状态转移方程。而当 <span class="arithmatex">\(s[i] = t[j]\)</span> 时,无编辑当前字符。</li>
<li>编辑距离问题的状态定义为将 <span class="arithmatex">\(s\)</span> 的前 <span class="arithmatex">\(i\)</span> 个字符更改为 <span class="arithmatex">\(t\)</span> 的前 <span class="arithmatex">\(j\)</span> 个字符所需的最少编辑步数。当 <span class="arithmatex">\(s[i] \ne t[j]\)</span> 时,具有三种决策:添加、删除、替换,它们都有相应的剩余子问题。据此便可以找出最优子结构与构建状态转移方程。而当 <span class="arithmatex">\(s[i] = t[j]\)</span> 时,无编辑当前字符。</li>
<li>在编辑距离中,状态依赖于其正上方、正左方、左上方的状态,因此状态压缩后正序或倒序遍历都无法正确地进行状态转移。为此,我们利用一个变量暂存左上方状态,从而转化到与完全背包等价的情况,可以在状态压缩后进行正序遍历。</li>
</ul>
@@ -4684,7 +4684,7 @@ dp[i, a] = \min(dp[i-1, a], dp[i, a - coins[i-1]] + 1)
<div class="arithmatex">\[
dp[i, a] = dp[i-1, a] + dp[i, a - coins[i-1]]
\]</div>
<p>当目标金额为 <span class="arithmatex">\(0\)</span> 时,无选择任何硬币即可凑出目标金额,因此应将首列所有 <span class="arithmatex">\(dp[i, 0]\)</span> 都初始化为 <span class="arithmatex">\(1\)</span> 。当无硬币时,无法凑出任何 <span class="arithmatex">\(&gt;0\)</span> 的目标金额,因此首行所有 <span class="arithmatex">\(dp[0, a]\)</span> 都等于 <span class="arithmatex">\(0\)</span></p>
<p>当目标金额为 <span class="arithmatex">\(0\)</span> 时,无选择任何硬币即可凑出目标金额,因此应将首列所有 <span class="arithmatex">\(dp[i, 0]\)</span> 都初始化为 <span class="arithmatex">\(1\)</span> 。当无硬币时,无法凑出任何 <span class="arithmatex">\(&gt;0\)</span> 的目标金额,因此首行所有 <span class="arithmatex">\(dp[0, a]\)</span> 都等于 <span class="arithmatex">\(0\)</span></p>
<h3 id="2_2">2. &nbsp; 代码实现<a class="headerlink" href="#2_2" title="Permanent link">&para;</a></h3>
<div class="tabbed-set tabbed-alternate" data-tabs="7:12"><input checked="checked" id="__tabbed_7_1" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_2" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_3" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_4" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_5" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_6" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_7" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_8" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_9" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_10" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_11" name="__tabbed_7" type="radio" /><input id="__tabbed_7_12" name="__tabbed_7" type="radio" /><div class="tabbed-labels"><label for="__tabbed_7_1">Java</label><label for="__tabbed_7_2">C++</label><label for="__tabbed_7_3">Python</label><label for="__tabbed_7_4">Go</label><label for="__tabbed_7_5">JS</label><label for="__tabbed_7_6">TS</label><label for="__tabbed_7_7">C</label><label for="__tabbed_7_8">C#</label><label for="__tabbed_7_9">Swift</label><label for="__tabbed_7_10">Zig</label><label for="__tabbed_7_11">Dart</label><label for="__tabbed_7_12">Rust</label></div>
<div class="tabbed-content">