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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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commit d7b2277d2b
1444 changed files with 83312 additions and 8363 deletions
@@ -0,0 +1,36 @@
// File: climbing_stairs_backtrack.go
// Created Time: 2023-07-18
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* バックトラッキング */
func backtrack(choices []int, state, n int, res []int) {
// 第 n 段に到達したら、方法数を 1 増やす
if state == n {
res[0] = res[0] + 1
}
// すべての選択肢を走査
for _, choice := range choices {
// 枝刈り: 第 n 段を超えないようにする
if state+choice > n {
continue
}
// 試行: 選択を行い、状態を更新
backtrack(choices, state+choice, n, res)
// バックトラック
}
}
/* 階段登り:バックトラッキング */
func climbingStairsBacktrack(n int) int {
// 1 段または 2 段上ることを選べる
choices := []int{1, 2}
// 第 0 段から上り始める
state := 0
res := make([]int, 1)
// res[0] を使って方法数を記録する
res[0] = 0
backtrack(choices, state, n, res)
return res[0]
}
@@ -0,0 +1,25 @@
// File: climbing_stairs_constraint_dp.go
// Created Time: 2023-07-18
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* 制約付き階段登り:動的計画法 */
func climbingStairsConstraintDP(n int) int {
if n == 1 || n == 2 {
return 1
}
// 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
dp := make([][3]int, n+1)
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
dp[1][1] = 1
dp[1][2] = 0
dp[2][1] = 0
dp[2][2] = 1
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for i := 3; i <= n; i++ {
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]
}
@@ -0,0 +1,21 @@
// File: climbing_stairs_dfs.go
// Created Time: 2023-07-18
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* 検索 */
func dfs(i int) int {
// dp[1] と dp[2] は既知なので返す
if i == 1 || i == 2 {
return i
}
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
count := dfs(i-1) + dfs(i-2)
return count
}
/* 階段登り:探索 */
func climbingStairsDFS(n int) int {
return dfs(n)
}
@@ -0,0 +1,32 @@
// File: climbing_stairs_dfs_mem.go
// Created Time: 2023-07-18
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* メモ化探索 */
func dfsMem(i int, mem []int) int {
// dp[1] と dp[2] は既知なので返す
if i == 1 || i == 2 {
return i
}
// dp[i] の記録があれば、それをそのまま返す
if mem[i] != -1 {
return mem[i]
}
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
count := dfsMem(i-1, mem) + dfsMem(i-2, mem)
// dp[i] を記録する
mem[i] = count
return count
}
/* 階段登り:メモ化探索 */
func climbingStairsDFSMem(n int) int {
// mem[i] は第 i 段まで上る方法の総数を記録し、-1 は未記録を表す
mem := make([]int, n+1)
for i := range mem {
mem[i] = -1
}
return dfsMem(n, mem)
}
@@ -0,0 +1,35 @@
// File: climbing_stairs_dp.go
// Created Time: 2023-07-18
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* 階段登り:動的計画法 */
func climbingStairsDP(n int) int {
if n == 1 || n == 2 {
return n
}
// 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
dp := make([]int, n+1)
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
dp[1] = 1
dp[2] = 2
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for i := 3; i <= n; i++ {
dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
}
return dp[n]
}
/* 階段登り:空間最適化した動的計画法 */
func climbingStairsDPComp(n int) int {
if n == 1 || n == 2 {
return n
}
a, b := 1, 2
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for i := 3; i <= n; i++ {
a, b = b, a+b
}
return b
}
@@ -0,0 +1,57 @@
// File: climbing_stairs_test.go
// Created Time: 2023-07-18
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import (
"fmt"
"testing"
)
func TestClimbingStairsBacktrack(t *testing.T) {
n := 9
res := climbingStairsBacktrack(n)
fmt.Printf("%d 段の階段を登る方法は %d 通り\n", n, res)
}
func TestClimbingStairsDFS(t *testing.T) {
n := 9
res := climbingStairsDFS(n)
fmt.Printf("%d 段の階段を登る方法は %d 通り\n", n, res)
}
func TestClimbingStairsDFSMem(t *testing.T) {
n := 9
res := climbingStairsDFSMem(n)
fmt.Printf("%d 段の階段を登る方法は %d 通り\n", n, res)
}
func TestClimbingStairsDP(t *testing.T) {
n := 9
res := climbingStairsDP(n)
fmt.Printf("%d 段の階段を登る方法は %d 通り\n", n, res)
}
func TestClimbingStairsDPComp(t *testing.T) {
n := 9
res := climbingStairsDPComp(n)
fmt.Printf("%d 段の階段を登る方法は %d 通り\n", n, res)
}
func TestClimbingStairsConstraintDP(t *testing.T) {
n := 9
res := climbingStairsConstraintDP(n)
fmt.Printf("%d 段の階段を登る方法は %d 通り\n", n, res)
}
func TestMinCostClimbingStairsDPComp(t *testing.T) {
cost := []int{0, 1, 10, 1, 1, 1, 10, 1, 1, 10, 1}
fmt.Printf("入力された階段のコストリストは %v\n", cost)
res := minCostClimbingStairsDP(cost)
fmt.Printf("階段を登り切る最小コストは %d\n", res)
res = minCostClimbingStairsDPComp(cost)
fmt.Printf("階段を登り切る最小コストは %d\n", res)
}
@@ -0,0 +1,66 @@
// File: coin_change.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import "math"
/* コイン両替:動的計画法 */
func coinChangeDP(coins []int, amt int) int {
n := len(coins)
max := amt + 1
// dp テーブルを初期化
dp := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i] = make([]int, amt+1)
}
// 状態遷移:先頭行と先頭列
for a := 1; a <= amt; a++ {
dp[0][a] = max
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for i := 1; i <= n; i++ {
for a := 1; a <= amt; a++ {
if coins[i-1] > a {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[i][a] = dp[i-1][a]
} else {
// 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
dp[i][a] = int(math.Min(float64(dp[i-1][a]), float64(dp[i][a-coins[i-1]]+1)))
}
}
}
if dp[n][amt] != max {
return dp[n][amt]
}
return -1
}
/* コイン両替:動的計画法 */
func coinChangeDPComp(coins []int, amt int) int {
n := len(coins)
max := amt + 1
// dp テーブルを初期化
dp := make([]int, amt+1)
for i := 1; i <= amt; i++ {
dp[i] = max
}
// 状態遷移
for i := 1; i <= n; i++ {
// 順方向に走査する
for a := 1; a <= amt; a++ {
if coins[i-1] > a {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[a] = dp[a]
} else {
// 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
dp[a] = int(math.Min(float64(dp[a]), float64(dp[a-coins[i-1]]+1)))
}
}
}
if dp[amt] != max {
return dp[amt]
}
return -1
}
@@ -0,0 +1,54 @@
// File: coin_change_ii.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* コイン両替 II:動的計画法 */
func coinChangeIIDP(coins []int, amt int) int {
n := len(coins)
// dp テーブルを初期化
dp := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i] = make([]int, amt+1)
}
// 先頭列を初期化する
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i][0] = 1
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for i := 1; i <= n; i++ {
for a := 1; a <= amt; a++ {
if coins[i-1] > a {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[i][a] = dp[i-1][a]
} else {
// コイン i を選ばない場合と選ぶ場合の和
dp[i][a] = dp[i-1][a] + dp[i][a-coins[i-1]]
}
}
}
return dp[n][amt]
}
/* コイン両替 II:空間最適化した動的計画法 */
func coinChangeIIDPComp(coins []int, amt int) int {
n := len(coins)
// dp テーブルを初期化
dp := make([]int, amt+1)
dp[0] = 1
// 状態遷移
for i := 1; i <= n; i++ {
// 順方向に走査する
for a := 1; a <= amt; a++ {
if coins[i-1] > a {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[a] = dp[a]
} else {
// コイン i を選ばない場合と選ぶ場合の和
dp[a] = dp[a] + dp[a-coins[i-1]]
}
}
}
return dp[amt]
}
@@ -0,0 +1,23 @@
// File: coin_change_test.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import (
"fmt"
"testing"
)
func TestCoinChange(t *testing.T) {
coins := []int{1, 2, 5}
amt := 4
// 動的計画法
res := coinChangeDP(coins, amt)
fmt.Printf("目標金額を作るのに必要な最小硬貨枚数は %d\n", res)
// 空間最適化後の動的計画法
res = coinChangeDPComp(coins, amt)
fmt.Printf("目標金額を作るのに必要な最小硬貨枚数は %d\n", res)
}
@@ -0,0 +1,129 @@
// File: edit_distance.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* 編集距離:総当たり探索 */
func editDistanceDFS(s string, t string, i int, j int) int {
// s と t がともに空なら 0 を返す
if i == 0 && j == 0 {
return 0
}
// s が空なら t の長さを返す
if i == 0 {
return j
}
// t が空なら s の長さを返す
if j == 0 {
return i
}
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
if s[i-1] == t[j-1] {
return editDistanceDFS(s, t, i-1, j-1)
}
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
insert := editDistanceDFS(s, t, i, j-1)
deleted := editDistanceDFS(s, t, i-1, j)
replace := editDistanceDFS(s, t, i-1, j-1)
// 最小編集回数を返す
return MinInt(MinInt(insert, deleted), replace) + 1
}
/* 編集距離:メモ化探索 */
func editDistanceDFSMem(s string, t string, mem [][]int, i int, j int) int {
// s と t がともに空なら 0 を返す
if i == 0 && j == 0 {
return 0
}
// s が空なら t の長さを返す
if i == 0 {
return j
}
// t が空なら s の長さを返す
if j == 0 {
return i
}
// 記録済みなら、それをそのまま返す
if mem[i][j] != -1 {
return mem[i][j]
}
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
if s[i-1] == t[j-1] {
return editDistanceDFSMem(s, t, mem, i-1, j-1)
}
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
insert := editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j-1)
deleted := editDistanceDFSMem(s, t, mem, i-1, j)
replace := editDistanceDFSMem(s, t, mem, i-1, j-1)
// 最小編集回数を記録して返す
mem[i][j] = MinInt(MinInt(insert, deleted), replace) + 1
return mem[i][j]
}
/* 編集距離:動的計画法 */
func editDistanceDP(s string, t string) int {
n := len(s)
m := len(t)
dp := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i] = make([]int, m+1)
}
// 状態遷移:先頭行と先頭列
for i := 1; i <= n; i++ {
dp[i][0] = i
}
for j := 1; j <= m; j++ {
dp[0][j] = j
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for i := 1; i <= n; i++ {
for j := 1; j <= m; j++ {
if s[i-1] == t[j-1] {
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
} else {
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
dp[i][j] = MinInt(MinInt(dp[i][j-1], dp[i-1][j]), dp[i-1][j-1]) + 1
}
}
}
return dp[n][m]
}
/* 編集距離:空間最適化した動的計画法 */
func editDistanceDPComp(s string, t string) int {
n := len(s)
m := len(t)
dp := make([]int, m+1)
// 状態遷移:先頭行
for j := 1; j <= m; j++ {
dp[j] = j
}
// 状態遷移:残りの行
for i := 1; i <= n; i++ {
// 状態遷移:先頭列
leftUp := dp[0] // dp[i-1, j-1] を一時保存する
dp[0] = i
// 状態遷移:残りの列
for j := 1; j <= m; j++ {
temp := dp[j]
if s[i-1] == t[j-1] {
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
dp[j] = leftUp
} else {
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
dp[j] = MinInt(MinInt(dp[j-1], dp[j]), leftUp) + 1
}
leftUp = temp // 次の反復の dp[i-1, j-1] に更新する
}
}
return dp[m]
}
func MinInt(a, b int) int {
if a < b {
return a
}
return b
}
@@ -0,0 +1,40 @@
// File: edit_distance_test.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import (
"fmt"
"testing"
)
func TestEditDistanceDFS(test *testing.T) {
s := "bag"
t := "pack"
n := len(s)
m := len(t)
// 全探索
res := editDistanceDFS(s, t, n, m)
fmt.Printf("%s を %s に変更するには最低 %d 回の編集が必要です\n", s, t, res)
// メモ化探索
mem := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
mem[i] = make([]int, m+1)
for j := 0; j <= m; j++ {
mem[i][j] = -1
}
}
res = editDistanceDFSMem(s, t, mem, n, m)
fmt.Printf("%s を %s に変更するには最低 %d 回の編集が必要です\n", s, t, res)
// 動的計画法
res = editDistanceDP(s, t)
fmt.Printf("%s を %s に変更するには最低 %d 回の編集が必要です\n", s, t, res)
// 空間最適化後の動的計画法
res = editDistanceDPComp(s, t)
fmt.Printf("%s を %s に変更するには最低 %d 回の編集が必要です\n", s, t, res)
}
@@ -0,0 +1,87 @@
// File: knapsack.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import "math"
/* 0-1 ナップサック:総当たり探索 */
func knapsackDFS(wgt, val []int, i, c int) int {
// すべての品物を選び終えたか、ナップサックに残り容量がなければ、価値 0 を返す
if i == 0 || c == 0 {
return 0
}
// ナップサック容量を超える場合は、入れない選択しかできない
if wgt[i-1] > c {
return knapsackDFS(wgt, val, i-1, c)
}
// 品物 i を入れない場合と入れる場合の最大価値を計算する
no := knapsackDFS(wgt, val, i-1, c)
yes := knapsackDFS(wgt, val, i-1, c-wgt[i-1]) + val[i-1]
// 2つの案のうち価値が大きいほうを返す
return int(math.Max(float64(no), float64(yes)))
}
/* 0-1 ナップサック:メモ化探索 */
func knapsackDFSMem(wgt, val []int, mem [][]int, i, c int) int {
// すべての品物を選び終えたか、ナップサックに残り容量がなければ、価値 0 を返す
if i == 0 || c == 0 {
return 0
}
// 既に記録があればそのまま返す
if mem[i][c] != -1 {
return mem[i][c]
}
// ナップサック容量を超える場合は、入れない選択しかできない
if wgt[i-1] > c {
return knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i-1, c)
}
// 品物 i を入れない場合と入れる場合の最大価値を計算する
no := knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i-1, c)
yes := knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i-1, c-wgt[i-1]) + val[i-1]
// 2つの案のうち価値が大きいほうを返す
mem[i][c] = int(math.Max(float64(no), float64(yes)))
return mem[i][c]
}
/* 0-1 ナップサック:動的計画法 */
func knapsackDP(wgt, val []int, cap int) int {
n := len(wgt)
// dp テーブルを初期化
dp := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i] = make([]int, cap+1)
}
// 状態遷移
for i := 1; i <= n; i++ {
for c := 1; c <= cap; c++ {
if wgt[i-1] > c {
// ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
dp[i][c] = dp[i-1][c]
} else {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
dp[i][c] = int(math.Max(float64(dp[i-1][c]), float64(dp[i-1][c-wgt[i-1]]+val[i-1])))
}
}
}
return dp[n][cap]
}
/* 0-1 ナップサック:空間最適化後の動的計画法 */
func knapsackDPComp(wgt, val []int, cap int) int {
n := len(wgt)
// dp テーブルを初期化
dp := make([]int, cap+1)
// 状態遷移
for i := 1; i <= n; i++ {
// 逆順に走査する
for c := cap; c >= 1; c-- {
if wgt[i-1] <= c {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
dp[c] = int(math.Max(float64(dp[c]), float64(dp[c-wgt[i-1]]+val[i-1])))
}
}
}
return dp[cap]
}
@@ -0,0 +1,54 @@
// File: knapsack_test.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import (
"fmt"
"testing"
)
func TestKnapsack(t *testing.T) {
wgt := []int{10, 20, 30, 40, 50}
val := []int{50, 120, 150, 210, 240}
c := 50
n := len(wgt)
// 全探索
res := knapsackDFS(wgt, val, n, c)
fmt.Printf("ナップサック容量を超えない最大価値は %d\n", res)
// メモ化探索
mem := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
mem[i] = make([]int, c+1)
for j := 0; j <= c; j++ {
mem[i][j] = -1
}
}
res = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, n, c)
fmt.Printf("ナップサック容量を超えない最大価値は %d\n", res)
// 動的計画法
res = knapsackDP(wgt, val, c)
fmt.Printf("ナップサック容量を超えない最大価値は %d\n", res)
// 空間最適化後の動的計画法
res = knapsackDPComp(wgt, val, c)
fmt.Printf("ナップサック容量を超えない最大価値は %d\n", res)
}
func TestUnboundedKnapsack(t *testing.T) {
wgt := []int{1, 2, 3}
val := []int{5, 11, 15}
c := 4
// 動的計画法
res := unboundedKnapsackDP(wgt, val, c)
fmt.Printf("ナップサック容量を超えない最大価値は %d\n", res)
// 空間最適化後の動的計画法
res = unboundedKnapsackDPComp(wgt, val, c)
fmt.Printf("ナップサック容量を超えない最大価値は %d\n", res)
}
@@ -0,0 +1,52 @@
// File: min_cost_climbing_stairs_dp.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
/* 階段登りの最小コスト:動的計画法 */
func minCostClimbingStairsDP(cost []int) int {
n := len(cost) - 1
if n == 1 || n == 2 {
return cost[n]
}
min := func(a, b int) int {
if a < b {
return a
}
return b
}
// 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
dp := make([]int, n+1)
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
dp[1] = cost[1]
dp[2] = cost[2]
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for i := 3; i <= n; i++ {
dp[i] = min(dp[i-1], dp[i-2]) + cost[i]
}
return dp[n]
}
/* 階段昇りの最小コスト:空間最適化後の動的計画法 */
func minCostClimbingStairsDPComp(cost []int) int {
n := len(cost) - 1
if n == 1 || n == 2 {
return cost[n]
}
min := func(a, b int) int {
if a < b {
return a
}
return b
}
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
a, b := cost[1], cost[2]
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for i := 3; i <= n; i++ {
tmp := b
b = min(a, tmp) + cost[i]
a = tmp
}
return b
}
@@ -0,0 +1,94 @@
// File: min_path_sum.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import "math"
/* 最小経路和:全探索 */
func minPathSumDFS(grid [][]int, i, j int) int {
// 左上のセルなら探索を終了する
if i == 0 && j == 0 {
return grid[0][0]
}
// 行または列のインデックスが範囲外なら、コスト +∞ を返す
if i < 0 || j < 0 {
return math.MaxInt
}
// 左上から (i-1, j) および (i, j-1) までの最小経路コストを計算する
up := minPathSumDFS(grid, i-1, j)
left := minPathSumDFS(grid, i, j-1)
// 左上隅から (i, j) までの最小経路コストを返す
return int(math.Min(float64(left), float64(up))) + grid[i][j]
}
/* 最小経路和:メモ化探索 */
func minPathSumDFSMem(grid, mem [][]int, i, j int) int {
// 左上のセルなら探索を終了する
if i == 0 && j == 0 {
return grid[0][0]
}
// 行または列のインデックスが範囲外なら、コスト +∞ を返す
if i < 0 || j < 0 {
return math.MaxInt
}
// 既に記録があればそのまま返す
if mem[i][j] != -1 {
return mem[i][j]
}
// 左と上のセルからの最小経路コスト
up := minPathSumDFSMem(grid, mem, i-1, j)
left := minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j-1)
// 左上から (i, j) までの最小経路コストを記録して返す
mem[i][j] = int(math.Min(float64(left), float64(up))) + grid[i][j]
return mem[i][j]
}
/* 最小経路和:動的計画法 */
func minPathSumDP(grid [][]int) int {
n, m := len(grid), len(grid[0])
// dp テーブルを初期化
dp := make([][]int, n)
for i := 0; i < n; i++ {
dp[i] = make([]int, m)
}
dp[0][0] = grid[0][0]
// 状態遷移:先頭行
for j := 1; j < m; j++ {
dp[0][j] = dp[0][j-1] + grid[0][j]
}
// 状態遷移:先頭列
for i := 1; i < n; i++ {
dp[i][0] = dp[i-1][0] + grid[i][0]
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for i := 1; i < n; i++ {
for j := 1; j < m; j++ {
dp[i][j] = int(math.Min(float64(dp[i][j-1]), float64(dp[i-1][j]))) + grid[i][j]
}
}
return dp[n-1][m-1]
}
/* 最小経路和:空間最適化後の動的計画法 */
func minPathSumDPComp(grid [][]int) int {
n, m := len(grid), len(grid[0])
// dp テーブルを初期化
dp := make([]int, m)
// 状態遷移:先頭行
dp[0] = grid[0][0]
for j := 1; j < m; j++ {
dp[j] = dp[j-1] + grid[0][j]
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for i := 1; i < n; i++ {
// 状態遷移:先頭列
dp[0] = dp[0] + grid[i][0]
// 状態遷移:残りの列
for j := 1; j < m; j++ {
dp[j] = int(math.Min(float64(dp[j-1]), float64(dp[j]))) + grid[i][j]
}
}
return dp[m-1]
}
@@ -0,0 +1,43 @@
// File: min_path_sum_test.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import (
"fmt"
"testing"
)
func TestMinPathSum(t *testing.T) {
grid := [][]int{
{1, 3, 1, 5},
{2, 2, 4, 2},
{5, 3, 2, 1},
{4, 3, 5, 2},
}
n, m := len(grid), len(grid[0])
// 全探索
res := minPathSumDFS(grid, n-1, m-1)
fmt.Printf("左上から右下までの最小経路和は %d\n", res)
// メモ化探索
mem := make([][]int, n)
for i := 0; i < n; i++ {
mem[i] = make([]int, m)
for j := 0; j < m; j++ {
mem[i][j] = -1
}
}
res = minPathSumDFSMem(grid, mem, n-1, m-1)
fmt.Printf("左上から右下までの最小経路和は %d\n", res)
// 動的計画法
res = minPathSumDP(grid)
fmt.Printf("左上から右下までの最小経路和は %d\n", res)
// 空間最適化後の動的計画法
res = minPathSumDPComp(grid)
fmt.Printf("左上から右下までの最小経路和は %d\n", res)
}
@@ -0,0 +1,50 @@
// File: unbounded_knapsack.go
// Created Time: 2023-07-23
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
package chapter_dynamic_programming
import "math"
/* 完全ナップサック問題:動的計画法 */
func unboundedKnapsackDP(wgt, val []int, cap int) int {
n := len(wgt)
// dp テーブルを初期化
dp := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i] = make([]int, cap+1)
}
// 状態遷移
for i := 1; i <= n; i++ {
for c := 1; c <= cap; c++ {
if wgt[i-1] > c {
// ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
dp[i][c] = dp[i-1][c]
} else {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
dp[i][c] = int(math.Max(float64(dp[i-1][c]), float64(dp[i][c-wgt[i-1]]+val[i-1])))
}
}
}
return dp[n][cap]
}
/* 完全ナップサック問題:空間最適化後の動的計画法 */
func unboundedKnapsackDPComp(wgt, val []int, cap int) int {
n := len(wgt)
// dp テーブルを初期化
dp := make([]int, cap+1)
// 状態遷移
for i := 1; i <= n; i++ {
for c := 1; c <= cap; c++ {
if wgt[i-1] > c {
// ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
dp[c] = dp[c]
} else {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
dp[c] = int(math.Max(float64(dp[c]), float64(dp[c-wgt[i-1]]+val[i-1])))
}
}
}
return dp[cap]
}