mirror of
https://github.com/krahets/hello-algo.git
synced 2026-07-25 04:26:07 +00:00
Add ru version (#1865)
* Add Russian docs site baseline * Add Russian localized codebase * Polish Russian code wording * Update ru code translation. * Update code translation and chapter covers. * Fix pythontutor extraction. * Add README and landing page. * placeholder of profiles * Use figures of English version * Remove chapter paperbook
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,45 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: climbing_stairs_backtrack.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
/* Бэктрекинг */
|
||||
fun backtrack(
|
||||
choices: MutableList<Int>,
|
||||
state: Int,
|
||||
n: Int,
|
||||
res: MutableList<Int>
|
||||
) {
|
||||
// Когда подъем достигает n-й ступени, число вариантов увеличивается на 1
|
||||
if (state == n)
|
||||
res[0] = res[0] + 1
|
||||
// Перебор всех вариантов выбора
|
||||
for (choice in choices) {
|
||||
// Отсечение: нельзя выходить за n-ю ступень
|
||||
if (state + choice > n) continue
|
||||
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
|
||||
backtrack(choices, state + choice, n, res)
|
||||
// Откат
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Подъем по лестнице: бэктрекинг */
|
||||
fun climbingStairsBacktrack(n: Int): Int {
|
||||
val choices = mutableListOf(1, 2) // Можно подняться на 1 или 2 ступени
|
||||
val state = 0 // Начать подъем с 0-й ступени
|
||||
val res = mutableListOf<Int>()
|
||||
res.add(0) // Использовать res[0] для хранения числа решений
|
||||
backtrack(choices, state, n, res)
|
||||
return res[0]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 9
|
||||
|
||||
val res = climbingStairsBacktrack(n)
|
||||
println("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,35 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: climbing_stairs_constraint_dp.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
/* Подъем по лестнице с ограничениями: динамическое программирование */
|
||||
fun climbingStairsConstraintDP(n: Int): Int {
|
||||
if (n == 1 || n == 2) {
|
||||
return 1
|
||||
}
|
||||
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
|
||||
val dp = Array(n + 1) { IntArray(3) }
|
||||
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
|
||||
dp[1][1] = 1
|
||||
dp[1][2] = 0
|
||||
dp[2][1] = 0
|
||||
dp[2][2] = 1
|
||||
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
|
||||
for (i in 3..n) {
|
||||
dp[i][1] = dp[i - 1][2]
|
||||
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2]
|
||||
}
|
||||
return dp[n][1] + dp[n][2]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 9
|
||||
|
||||
val res = climbingStairsConstraintDP(n)
|
||||
println("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,29 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: climbing_stairs_dfs.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
/* Поиск */
|
||||
fun dfs(i: Int): Int {
|
||||
// dp[1] и dp[2] уже известны, вернуть их
|
||||
if (i == 1 || i == 2) return i
|
||||
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
|
||||
val count = dfs(i - 1) + dfs(i - 2)
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Подъем по лестнице: поиск */
|
||||
fun climbingStairsDFS(n: Int): Int {
|
||||
return dfs(n)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 9
|
||||
|
||||
val res = climbingStairsDFS(n)
|
||||
println("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,36 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: climbing_stairs_dfs_mem.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
/* Поиск с мемоизацией */
|
||||
fun dfs(i: Int, mem: IntArray): Int {
|
||||
// dp[1] и dp[2] уже известны, вернуть их
|
||||
if (i == 1 || i == 2) return i
|
||||
// Если запись dp[i] существует, сразу вернуть ее
|
||||
if (mem[i] != -1) return mem[i]
|
||||
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
|
||||
val count = dfs(i - 1, mem) + dfs(i - 2, mem)
|
||||
// Сохранить dp[i]
|
||||
mem[i] = count
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Подъем по лестнице: поиск с мемоизацией */
|
||||
fun climbingStairsDFSMem(n: Int): Int {
|
||||
// mem[i] хранит число способов подняться на i-ю ступень, -1 означает отсутствие записи
|
||||
val mem = IntArray(n + 1)
|
||||
mem.fill(-1)
|
||||
return dfs(n, mem)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 9
|
||||
|
||||
val res = climbingStairsDFSMem(n)
|
||||
println("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,46 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: climbing_stairs_dp.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
/* Подъем по лестнице: динамическое программирование */
|
||||
fun climbingStairsDP(n: Int): Int {
|
||||
if (n == 1 || n == 2) return n
|
||||
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
|
||||
val dp = IntArray(n + 1)
|
||||
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
|
||||
dp[1] = 1
|
||||
dp[2] = 2
|
||||
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
|
||||
for (i in 3..n) {
|
||||
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]
|
||||
}
|
||||
return dp[n]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Подъем по лестнице: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun climbingStairsDPComp(n: Int): Int {
|
||||
if (n == 1 || n == 2) return n
|
||||
var a = 1
|
||||
var b = 2
|
||||
for (i in 3..n) {
|
||||
val temp = b
|
||||
b += a
|
||||
a = temp
|
||||
}
|
||||
return b
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 9
|
||||
|
||||
var res = climbingStairsDP(n)
|
||||
println("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res")
|
||||
|
||||
res = climbingStairsDPComp(n)
|
||||
println("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,71 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: coin_change.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
import kotlin.math.min
|
||||
|
||||
/* Размен монет: динамическое программирование */
|
||||
fun coinChangeDP(coins: IntArray, amt: Int): Int {
|
||||
val n = coins.size
|
||||
val MAX = amt + 1
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = Array(n + 1) { IntArray(amt + 1) }
|
||||
// Переход состояний: первая строка и первый столбец
|
||||
for (a in 1..amt) {
|
||||
dp[0][a] = MAX
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (a in 1..amt) {
|
||||
if (coins[i - 1] > a) {
|
||||
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
|
||||
dp[i][a] = dp[i - 1][a]
|
||||
} else {
|
||||
// Меньшее из двух решений: не брать или взять монету i
|
||||
dp[i][a] = min(dp[i - 1][a], dp[i][a - coins[i - 1]] + 1)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return if (dp[n][amt] != MAX) dp[n][amt] else -1
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Размен монет: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun coinChangeDPComp(coins: IntArray, amt: Int): Int {
|
||||
val n = coins.size
|
||||
val MAX = amt + 1
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = IntArray(amt + 1)
|
||||
dp.fill(MAX)
|
||||
dp[0] = 0
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (a in 1..amt) {
|
||||
if (coins[i - 1] > a) {
|
||||
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
|
||||
dp[a] = dp[a]
|
||||
} else {
|
||||
// Меньшее из двух решений: не брать или взять монету i
|
||||
dp[a] = min(dp[a], dp[a - coins[i - 1]] + 1)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return if (dp[amt] != MAX) dp[amt] else -1
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val coins = intArrayOf(1, 2, 5)
|
||||
val amt = 4
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование
|
||||
var res = coinChangeDP(coins, amt)
|
||||
println("Минимальное число монет для набора целевой суммы = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
|
||||
res = coinChangeDPComp(coins, amt)
|
||||
println("Минимальное число монет для набора целевой суммы = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,66 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: coin_change_ii.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
/* Размен монет II: динамическое программирование */
|
||||
fun coinChangeIIDP(coins: IntArray, amt: Int): Int {
|
||||
val n = coins.size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = Array(n + 1) { IntArray(amt + 1) }
|
||||
// Инициализация первого столбца
|
||||
for (i in 0..n) {
|
||||
dp[i][0] = 1
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (a in 1..amt) {
|
||||
if (coins[i - 1] > a) {
|
||||
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
|
||||
dp[i][a] = dp[i - 1][a]
|
||||
} else {
|
||||
// Сумма двух решений: не брать или взять монету i
|
||||
dp[i][a] = dp[i - 1][a] + dp[i][a - coins[i - 1]]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[n][amt]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Размен монет II: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun coinChangeIIDPComp(coins: IntArray, amt: Int): Int {
|
||||
val n = coins.size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = IntArray(amt + 1)
|
||||
dp[0] = 1
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (a in 1..amt) {
|
||||
if (coins[i - 1] > a) {
|
||||
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
|
||||
dp[a] = dp[a]
|
||||
} else {
|
||||
// Сумма двух решений: не брать или взять монету i
|
||||
dp[a] = dp[a] + dp[a - coins[i - 1]]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[amt]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val coins = intArrayOf(1, 2, 5)
|
||||
val amt = 5
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование
|
||||
var res = coinChangeIIDP(coins, amt)
|
||||
println("Количество комбинаций монет для набора целевой суммы = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
|
||||
res = coinChangeIIDPComp(coins, amt)
|
||||
println("Количество комбинаций монет для набора целевой суммы = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,143 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: edit_distance.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
import kotlin.math.min
|
||||
|
||||
/* Редакционное расстояние: полный перебор */
|
||||
fun editDistanceDFS(
|
||||
s: String,
|
||||
t: String,
|
||||
i: Int,
|
||||
j: Int
|
||||
): Int {
|
||||
// Если s и t пусты, вернуть 0
|
||||
if (i == 0 && j == 0) return 0
|
||||
// Если s пусто, вернуть длину t
|
||||
if (i == 0) return j
|
||||
// Если t пусто, вернуть длину s
|
||||
if (j == 0) return i
|
||||
// Если два символа равны, сразу пропустить их
|
||||
if (s[i - 1] == t[j - 1]) return editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1)
|
||||
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
|
||||
val insert = editDistanceDFS(s, t, i, j - 1)
|
||||
val delete = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j)
|
||||
val replace = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1)
|
||||
// Вернуть минимальное число шагов редактирования
|
||||
return min(min(insert, delete), replace) + 1
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Редакционное расстояние: поиск с мемоизацией */
|
||||
fun editDistanceDFSMem(
|
||||
s: String,
|
||||
t: String,
|
||||
mem: Array<IntArray>,
|
||||
i: Int,
|
||||
j: Int
|
||||
): Int {
|
||||
// Если s и t пусты, вернуть 0
|
||||
if (i == 0 && j == 0) return 0
|
||||
// Если s пусто, вернуть длину t
|
||||
if (i == 0) return j
|
||||
// Если t пусто, вернуть длину s
|
||||
if (j == 0) return i
|
||||
// Если запись уже есть, сразу вернуть ее
|
||||
if (mem[i][j] != -1) return mem[i][j]
|
||||
// Если два символа равны, сразу пропустить их
|
||||
if (s[i - 1] == t[j - 1]) return editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1)
|
||||
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
|
||||
val insert = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j - 1)
|
||||
val delete = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j)
|
||||
val replace = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1)
|
||||
// Сохранить и вернуть минимальное число шагов редактирования
|
||||
mem[i][j] = min(min(insert, delete), replace) + 1
|
||||
return mem[i][j]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
|
||||
fun editDistanceDP(s: String, t: String): Int {
|
||||
val n = s.length
|
||||
val m = t.length
|
||||
val dp = Array(n + 1) { IntArray(m + 1) }
|
||||
// Переход состояний: первая строка и первый столбец
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
dp[i][0] = i
|
||||
}
|
||||
for (j in 1..m) {
|
||||
dp[0][j] = j
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (j in 1..m) {
|
||||
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
|
||||
// Если два символа равны, сразу пропустить их
|
||||
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
|
||||
} else {
|
||||
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
|
||||
dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[n][m]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun editDistanceDPComp(s: String, t: String): Int {
|
||||
val n = s.length
|
||||
val m = t.length
|
||||
val dp = IntArray(m + 1)
|
||||
// Переход состояний: первая строка
|
||||
for (j in 1..m) {
|
||||
dp[j] = j
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний: остальные строки
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
// Переход состояний: первый столбец
|
||||
var leftup = dp[0] // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
|
||||
dp[0] = i
|
||||
// Переход состояний: остальные столбцы
|
||||
for (j in 1..m) {
|
||||
val temp = dp[j]
|
||||
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
|
||||
// Если два символа равны, сразу пропустить их
|
||||
dp[j] = leftup
|
||||
} else {
|
||||
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
|
||||
dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1
|
||||
}
|
||||
leftup = temp // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[m]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val s = "bag"
|
||||
val t = "pack"
|
||||
val n = s.length
|
||||
val m = t.length
|
||||
|
||||
// Полный перебор
|
||||
var res = editDistanceDFS(s, t, n, m)
|
||||
println("Чтобы преобразовать $s в $t, нужно минимум $res шагов")
|
||||
|
||||
// Поиск с мемоизацией
|
||||
val mem = Array(n + 1) { IntArray(m + 1) }
|
||||
for (row in mem)
|
||||
row.fill(-1)
|
||||
res = editDistanceDFSMem(s, t, mem, n, m)
|
||||
println("Чтобы преобразовать $s в $t, нужно минимум $res шагов")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование
|
||||
res = editDistanceDP(s, t)
|
||||
println("Чтобы преобразовать $s в $t, нужно минимум $res шагов")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
|
||||
res = editDistanceDPComp(s, t)
|
||||
println("Чтобы преобразовать $s в $t, нужно минимум $res шагов")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,125 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: knapsack.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
import kotlin.math.max
|
||||
|
||||
/* Рюкзак 0-1: полный перебор */
|
||||
fun knapsackDFS(
|
||||
wgt: IntArray,
|
||||
_val: IntArray,
|
||||
i: Int,
|
||||
c: Int
|
||||
): Int {
|
||||
// Если все предметы уже рассмотрены или в рюкзаке не осталось места, вернуть стоимость 0
|
||||
if (i == 0 || c == 0) {
|
||||
return 0
|
||||
}
|
||||
// Если вместимость рюкзака превышена, можно только не класть предмет в рюкзак
|
||||
if (wgt[i - 1] > c) {
|
||||
return knapsackDFS(wgt, _val, i - 1, c)
|
||||
}
|
||||
// Вычислить максимальную стоимость для случаев, когда предмет i не кладут и кладут
|
||||
val no = knapsackDFS(wgt, _val, i - 1, c)
|
||||
val yes = knapsackDFS(wgt, _val, i - 1, c - wgt[i - 1]) + _val[i - 1]
|
||||
// Вернуть вариант с большей стоимостью из двух возможных
|
||||
return max(no, yes)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Рюкзак 0-1: поиск с мемоизацией */
|
||||
fun knapsackDFSMem(
|
||||
wgt: IntArray,
|
||||
_val: IntArray,
|
||||
mem: Array<IntArray>,
|
||||
i: Int,
|
||||
c: Int
|
||||
): Int {
|
||||
// Если все предметы уже рассмотрены или в рюкзаке не осталось места, вернуть стоимость 0
|
||||
if (i == 0 || c == 0) {
|
||||
return 0
|
||||
}
|
||||
// Если запись уже есть, вернуть сразу
|
||||
if (mem[i][c] != -1) {
|
||||
return mem[i][c]
|
||||
}
|
||||
// Если вместимость рюкзака превышена, можно только не класть предмет в рюкзак
|
||||
if (wgt[i - 1] > c) {
|
||||
return knapsackDFSMem(wgt, _val, mem, i - 1, c)
|
||||
}
|
||||
// Вычислить максимальную стоимость для случаев, когда предмет i не кладут и кладут
|
||||
val no = knapsackDFSMem(wgt, _val, mem, i - 1, c)
|
||||
val yes = knapsackDFSMem(wgt, _val, mem, i - 1, c - wgt[i - 1]) + _val[i - 1]
|
||||
// Сохранить и вернуть вариант с большей стоимостью из двух решений
|
||||
mem[i][c] = max(no, yes)
|
||||
return mem[i][c]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Рюкзак 0-1: динамическое программирование */
|
||||
fun knapsackDP(wgt: IntArray, _val: IntArray, cap: Int): Int {
|
||||
val n = wgt.size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = Array(n + 1) { IntArray(cap + 1) }
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (c in 1..cap) {
|
||||
if (wgt[i - 1] > c) {
|
||||
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
|
||||
dp[i][c] = dp[i - 1][c]
|
||||
} else {
|
||||
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
|
||||
dp[i][c] = max(dp[i - 1][c], dp[i - 1][c - wgt[i - 1]] + _val[i - 1])
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[n][cap]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Рюкзак 0-1: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun knapsackDPComp(wgt: IntArray, _val: IntArray, cap: Int): Int {
|
||||
val n = wgt.size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = IntArray(cap + 1)
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
// Обход в обратном порядке
|
||||
for (c in cap downTo 1) {
|
||||
if (wgt[i - 1] <= c) {
|
||||
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
|
||||
dp[c] = max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + _val[i - 1])
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[cap]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val wgt = intArrayOf(10, 20, 30, 40, 50)
|
||||
val _val = intArrayOf(50, 120, 150, 210, 240)
|
||||
val cap = 50
|
||||
val n = wgt.size
|
||||
|
||||
// Полный перебор
|
||||
var res = knapsackDFS(wgt, _val, n, cap)
|
||||
println("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res")
|
||||
|
||||
// Поиск с мемоизацией
|
||||
val mem = Array(n + 1) { IntArray(cap + 1) }
|
||||
for (row in mem) {
|
||||
row.fill(-1)
|
||||
}
|
||||
res = knapsackDFSMem(wgt, _val, mem, n, cap)
|
||||
println("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование
|
||||
res = knapsackDP(wgt, _val, cap)
|
||||
println("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
|
||||
res = knapsackDPComp(wgt, _val, cap)
|
||||
println("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,51 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: min_cost_climbing_stairs_dp.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
import kotlin.math.min
|
||||
|
||||
/* Минимальная стоимость подъема по лестнице: динамическое программирование */
|
||||
fun minCostClimbingStairsDP(cost: IntArray): Int {
|
||||
val n = cost.size - 1
|
||||
if (n == 1 || n == 2) return cost[n]
|
||||
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
|
||||
val dp = IntArray(n + 1)
|
||||
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
|
||||
dp[1] = cost[1]
|
||||
dp[2] = cost[2]
|
||||
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
|
||||
for (i in 3..n) {
|
||||
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i]
|
||||
}
|
||||
return dp[n]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Минимальная стоимость подъема по лестнице: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun minCostClimbingStairsDPComp(cost: IntArray): Int {
|
||||
val n = cost.size - 1
|
||||
if (n == 1 || n == 2) return cost[n]
|
||||
var a = cost[1]
|
||||
var b = cost[2]
|
||||
for (i in 3..n) {
|
||||
val tmp = b
|
||||
b = min(a, tmp) + cost[i]
|
||||
a = tmp
|
||||
}
|
||||
return b
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val cost = intArrayOf(0, 1, 10, 1, 1, 1, 10, 1, 1, 10, 1)
|
||||
println("Список стоимостей ступеней = ${cost.contentToString()}")
|
||||
|
||||
var res = minCostClimbingStairsDP(cost)
|
||||
println("Минимальная стоимость подъема по лестнице = $res")
|
||||
|
||||
res = minCostClimbingStairsDPComp(cost)
|
||||
println("Минимальная стоимость подъема по лестнице = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,132 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: min_path_sum.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
import kotlin.math.min
|
||||
|
||||
/* Минимальная сумма пути: полный перебор */
|
||||
fun minPathSumDFS(grid: Array<IntArray>, i: Int, j: Int): Int {
|
||||
// Если это верхняя левая ячейка, завершить поиск
|
||||
if (i == 0 && j == 0) {
|
||||
return grid[0][0]
|
||||
}
|
||||
// Если индексы строки или столбца выходят за границы, вернуть стоимость +∞
|
||||
if (i < 0 || j < 0) {
|
||||
return Int.MAX_VALUE
|
||||
}
|
||||
// Вычислить минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i-1, j) и (i, j-1)
|
||||
val up = minPathSumDFS(grid, i - 1, j)
|
||||
val left = minPathSumDFS(grid, i, j - 1)
|
||||
// Вернуть минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i, j)
|
||||
return min(left, up) + grid[i][j]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Минимальная сумма пути: поиск с мемоизацией */
|
||||
fun minPathSumDFSMem(
|
||||
grid: Array<IntArray>,
|
||||
mem: Array<IntArray>,
|
||||
i: Int,
|
||||
j: Int
|
||||
): Int {
|
||||
// Если это верхняя левая ячейка, завершить поиск
|
||||
if (i == 0 && j == 0) {
|
||||
return grid[0][0]
|
||||
}
|
||||
// Если индексы строки или столбца выходят за границы, вернуть стоимость +∞
|
||||
if (i < 0 || j < 0) {
|
||||
return Int.MAX_VALUE
|
||||
}
|
||||
// Если запись уже есть, вернуть сразу
|
||||
if (mem[i][j] != -1) {
|
||||
return mem[i][j]
|
||||
}
|
||||
// Минимальная стоимость пути для левой и верхней ячеек
|
||||
val up = minPathSumDFSMem(grid, mem, i - 1, j)
|
||||
val left = minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j - 1)
|
||||
// Сохранить и вернуть минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i, j)
|
||||
mem[i][j] = min(left, up) + grid[i][j]
|
||||
return mem[i][j]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Минимальная сумма пути: динамическое программирование */
|
||||
fun minPathSumDP(grid: Array<IntArray>): Int {
|
||||
val n = grid.size
|
||||
val m = grid[0].size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = Array(n) { IntArray(m) }
|
||||
dp[0][0] = grid[0][0]
|
||||
// Переход состояний: первая строка
|
||||
for (j in 1..<m) {
|
||||
dp[0][j] = dp[0][j - 1] + grid[0][j]
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний: первый столбец
|
||||
for (i in 1..<n) {
|
||||
dp[i][0] = dp[i - 1][0] + grid[i][0]
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
|
||||
for (i in 1..<n) {
|
||||
for (j in 1..<m) {
|
||||
dp[i][j] = min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]) + grid[i][j]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[n - 1][m - 1]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Минимальная сумма пути: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun minPathSumDPComp(grid: Array<IntArray>): Int {
|
||||
val n = grid.size
|
||||
val m = grid[0].size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = IntArray(m)
|
||||
// Переход состояний: первая строка
|
||||
dp[0] = grid[0][0]
|
||||
for (j in 1..<m) {
|
||||
dp[j] = dp[j - 1] + grid[0][j]
|
||||
}
|
||||
// Переход состояний: остальные строки
|
||||
for (i in 1..<n) {
|
||||
// Переход состояний: первый столбец
|
||||
dp[0] = dp[0] + grid[i][0]
|
||||
// Переход состояний: остальные столбцы
|
||||
for (j in 1..<m) {
|
||||
dp[j] = min(dp[j - 1], dp[j]) + grid[i][j]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[m - 1]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val grid = arrayOf(
|
||||
intArrayOf(1, 3, 1, 5),
|
||||
intArrayOf(2, 2, 4, 2),
|
||||
intArrayOf(5, 3, 2, 1),
|
||||
intArrayOf(4, 3, 5, 2)
|
||||
)
|
||||
val n = grid.size
|
||||
val m = grid[0].size
|
||||
|
||||
// Полный перебор
|
||||
var res = minPathSumDFS(grid, n - 1, m - 1)
|
||||
println("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res")
|
||||
|
||||
// Поиск с мемоизацией
|
||||
val mem = Array(n) { IntArray(m) }
|
||||
for (row in mem) {
|
||||
row.fill(-1)
|
||||
}
|
||||
res = minPathSumDFSMem(grid, mem, n - 1, m - 1)
|
||||
println("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование
|
||||
res = minPathSumDP(grid)
|
||||
println("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
|
||||
res = minPathSumDPComp(grid)
|
||||
println("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,68 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: unbounded_knapsack.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_dynamic_programming
|
||||
|
||||
import kotlin.math.max
|
||||
|
||||
/* Полный рюкзак: динамическое программирование */
|
||||
fun unboundedKnapsackDP(wgt: IntArray, _val: IntArray, cap: Int): Int {
|
||||
val n = wgt.size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = Array(n + 1) { IntArray(cap + 1) }
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (c in 1..cap) {
|
||||
if (wgt[i - 1] > c) {
|
||||
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
|
||||
dp[i][c] = dp[i - 1][c]
|
||||
} else {
|
||||
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
|
||||
dp[i][c] = max(dp[i - 1][c], dp[i][c - wgt[i - 1]] + _val[i - 1])
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[n][cap]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Полный рюкзак: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
|
||||
fun unboundedKnapsackDPComp(
|
||||
wgt: IntArray,
|
||||
_val: IntArray,
|
||||
cap: Int
|
||||
): Int {
|
||||
val n = wgt.size
|
||||
// Инициализация таблицы dp
|
||||
val dp = IntArray(cap + 1)
|
||||
// Переход состояний
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
for (c in 1..cap) {
|
||||
if (wgt[i - 1] > c) {
|
||||
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
|
||||
dp[c] = dp[c]
|
||||
} else {
|
||||
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
|
||||
dp[c] = max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + _val[i - 1])
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return dp[cap]
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val wgt = intArrayOf(1, 2, 3)
|
||||
val _val = intArrayOf(5, 11, 15)
|
||||
val cap = 4
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование
|
||||
var res = unboundedKnapsackDP(wgt, _val, cap)
|
||||
println("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res")
|
||||
|
||||
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
|
||||
res = unboundedKnapsackDPComp(wgt, _val, cap)
|
||||
println("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res")
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user