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synced 2025-12-16 03:59:18 +08:00
Update punctuation
This commit is contained in:
@@ -16,7 +16,7 @@
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给定一个楼梯,你每步可以上 $1$ 阶或者 $2$ 阶,每一阶楼梯上都贴有一个非负整数,表示你在该台阶所需要付出的代价。给定一个非负整数数组 $cost$ ,其中 $cost[i]$ 表示在第 $i$ 个台阶需要付出的代价,$cost[0]$ 为地面起始点。请计算最少需要付出多少代价才能到达顶部?
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如下图所示,若第 $1$ , $2$ , $3$ 阶的代价分别为 $1$ , $10$ , $1$ ,则从地面爬到第 $3$ 阶的最小代价为 $2$ 。
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如下图所示,若第 $1$、$2$、$3$ 阶的代价分别为 $1$、$10$、$1$ ,则从地面爬到第 $3$ 阶的最小代价为 $2$ 。
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@@ -28,11 +28,11 @@ $$
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这便可以引出最优子结构的含义:**原问题的最优解是从子问题的最优解构建得来的**。
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本题显然具有最优子结构:我们从两个子问题最优解 $dp[i-1]$ , $dp[i-2]$ 中挑选出较优的那一个,并用它构建出原问题 $dp[i]$ 的最优解。
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本题显然具有最优子结构:我们从两个子问题最优解 $dp[i-1]$ 和 $dp[i-2]$ 中挑选出较优的那一个,并用它构建出原问题 $dp[i]$ 的最优解。
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那么,上节的爬楼梯题目有没有最优子结构呢?它的目标是求解方案数量,看似是一个计数问题,但如果换一种问法:“求解最大方案数量”。我们意外地发现,**虽然题目修改前后是等价的,但最优子结构浮现出来了**:第 $n$ 阶最大方案数量等于第 $n-1$ 阶和第 $n-2$ 阶最大方案数量之和。所以说,最优子结构的解释方式比较灵活,在不同问题中会有不同的含义。
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根据状态转移方程,以及初始状态 $dp[1] = cost[1]$ , $dp[2] = cost[2]$ ,我们就可以得到动态规划代码。
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根据状态转移方程,以及初始状态 $dp[1] = cost[1]$ 和 $dp[2] = cost[2]$ ,我们就可以得到动态规划代码。
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=== "Java"
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@@ -298,7 +298,7 @@ $$
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!!! question "爬楼梯与障碍生成"
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给定一个共有 $n$ 阶的楼梯,你每步可以上 $1$ 阶或者 $2$ 阶。**规定当爬到第 $i$ 阶时,系统自动会给第 $2i$ 阶上放上障碍物,之后所有轮都不允许跳到第 $2i$ 阶上**。例如,前两轮分别跳到了第 $2, 3$ 阶上,则之后就不能跳到第 $4, 6$ 阶上。请问有多少种方案可以爬到楼顶。
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给定一个共有 $n$ 阶的楼梯,你每步可以上 $1$ 阶或者 $2$ 阶。**规定当爬到第 $i$ 阶时,系统自动会给第 $2i$ 阶上放上障碍物,之后所有轮都不允许跳到第 $2i$ 阶上**。例如,前两轮分别跳到了第 $2$、$3$ 阶上,则之后就不能跳到第 $4$、$6$ 阶上。请问有多少种方案可以爬到楼顶。
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在这个问题中,下次跳跃依赖于过去所有的状态,因为每一次跳跃都会在更高的阶梯上设置障碍,并影响未来的跳跃。对于这类问题,动态规划往往难以解决。
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@@ -31,7 +31,7 @@
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- 若 $s[n-1]$ 和 $t[m-1]$ 相同,我们可以跳过它们,直接考虑 $s[n-2]$ 和 $t[m-2]$ 。
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- 若 $s[n-1]$ 和 $t[m-1]$ 不同,我们需要对 $s$ 进行一次编辑(插入、删除、替换),使得两字符串尾部的字符相同,从而可以跳过它们,考虑规模更小的问题。
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也就是说,我们在字符串 $s$ 中进行的每一轮决策(编辑操作),都会使得 $s$ 和 $t$ 中剩余的待匹配字符发生变化。因此,状态为当前在 $s$ , $t$ 中考虑的第 $i$ , $j$ 个字符,记为 $[i, j]$ 。
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也就是说,我们在字符串 $s$ 中进行的每一轮决策(编辑操作),都会使得 $s$ 和 $t$ 中剩余的待匹配字符发生变化。因此,状态为当前在 $s$ 和 $t$ 中考虑的第 $i$ 和 $j$ 个字符,记为 $[i, j]$ 。
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状态 $[i, j]$ 对应的子问题:**将 $s$ 的前 $i$ 个字符更改为 $t$ 的前 $j$ 个字符所需的最少编辑步数**。
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@@ -47,7 +47,7 @@
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根据以上分析,可得最优子结构:$dp[i, j]$ 的最少编辑步数等于 $dp[i, j-1]$ , $dp[i-1, j]$ , $dp[i-1, j-1]$ 三者中的最少编辑步数,再加上本次的编辑步数 $1$ 。对应的状态转移方程为:
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根据以上分析,可得最优子结构:$dp[i, j]$ 的最少编辑步数等于 $dp[i, j-1]$、$dp[i-1, j]$、$dp[i-1, j-1]$ 三者中的最少编辑步数,再加上本次的编辑步数 $1$ 。对应的状态转移方程为:
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$$
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dp[i, j] = \min(dp[i, j-1], dp[i-1, j], dp[i-1, j-1]) + 1
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@@ -188,7 +188,7 @@ $$
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### 空间优化
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由于 $dp[i,j]$ 是由上方 $dp[i-1, j]$ 、左方 $dp[i, j-1]$ 、左上方状态 $dp[i-1, j-1]$ 转移而来,而正序遍历会丢失左上方 $dp[i-1, j-1]$ ,倒序遍历无法提前构建 $dp[i, j-1]$ ,因此两种遍历顺序都不可取。
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由于 $dp[i,j]$ 是由上方 $dp[i-1, j]$、左方 $dp[i, j-1]$、左上方状态 $dp[i-1, j-1]$ 转移而来,而正序遍历会丢失左上方 $dp[i-1, j-1]$ ,倒序遍历无法提前构建 $dp[i, j-1]$ ,因此两种遍历顺序都不可取。
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为此,我们可以使用一个变量 `leftup` 来暂存左上方的解 $dp[i-1, j-1]$ ,从而只需考虑左方和上方的解。此时的情况与完全背包问题相同,可使用正序遍历。
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@@ -117,7 +117,7 @@
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我们可以尝试从问题分解的角度分析这道题。设爬到第 $i$ 阶共有 $dp[i]$ 种方案,那么 $dp[i]$ 就是原问题,其子问题包括:
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$$
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dp[i-1] , dp[i-2] , \dots , dp[2] , dp[1]
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dp[i-1], dp[i-2], \dots, dp[2], dp[1]
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$$
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由于每轮只能上 $1$ 阶或 $2$ 阶,因此当我们站在第 $i$ 阶楼梯上时,上一轮只可能站在第 $i - 1$ 阶或第 $i - 2$ 阶上。换句话说,我们只能从第 $i -1$ 阶或第 $i - 2$ 阶前往第 $i$ 阶。
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@@ -132,7 +132,7 @@ $$
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我们可以根据递推公式得到暴力搜索解法。以 $dp[n]$ 为起始点,**递归地将一个较大问题拆解为两个较小问题的和**,直至到达最小子问题 $dp[1]$ 和 $dp[2]$ 时返回。其中,最小子问题的解是已知的,即 $dp[1] = 1$ , $dp[2] = 2$ ,表示爬到第 $1$ , $2$ 阶分别有 $1$ , $2$ 种方案。
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我们可以根据递推公式得到暴力搜索解法。以 $dp[n]$ 为起始点,**递归地将一个较大问题拆解为两个较小问题的和**,直至到达最小子问题 $dp[1]$ 和 $dp[2]$ 时返回。其中,最小子问题的解是已知的,即 $dp[1] = 1$、$dp[2] = 2$ ,表示爬到第 $1$、$2$ 阶分别有 $1$、$2$ 种方案。
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观察以下代码,它和标准回溯代码都属于深度优先搜索,但更加简洁。
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@@ -436,7 +436,7 @@ $$
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根据以上内容,我们可以总结出动态规划的常用术语。
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- 将数组 `dp` 称为「$dp$ 表」,$dp[i]$ 表示状态 $i$ 对应子问题的解。
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- 将最小子问题对应的状态(即第 $1$ , $2$ 阶楼梯)称为「初始状态」。
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- 将最小子问题对应的状态(即第 $1$ 和 $2$ 阶楼梯)称为「初始状态」。
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- 将递推公式 $dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]$ 称为「状态转移方程」。
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## 空间优化
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@@ -6,7 +6,7 @@
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!!! question
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给定 $n$ 个物品,第 $i$ 个物品的重量为 $wgt[i-1]$ 、价值为 $val[i-1]$ ,和一个容量为 $cap$ 的背包。每个物品只能选择一次,问在不超过背包容量下能放入物品的最大价值。
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给定 $n$ 个物品,第 $i$ 个物品的重量为 $wgt[i-1]$、价值为 $val[i-1]$ ,和一个容量为 $cap$ 的背包。每个物品只能选择一次,问在不超过背包容量下能放入物品的最大价值。
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观察下图,由于物品编号 $i$ 从 $1$ 开始计数,数组索引从 $0$ 开始计数,因此物品 $i$ 对应重量 $wgt[i-1]$ 和价值 $val[i-1]$ 。
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@@ -6,7 +6,7 @@
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!!! question
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给定 $n$ 个物品,第 $i$ 个物品的重量为 $wgt[i-1]$ 、价值为 $val[i-1]$ ,和一个容量为 $cap$ 的背包。**每个物品可以重复选取**,问在不超过背包容量下能放入物品的最大价值。
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给定 $n$ 个物品,第 $i$ 个物品的重量为 $wgt[i-1]$、价值为 $val[i-1]$ ,和一个容量为 $cap$ 的背包。**每个物品可以重复选取**,问在不超过背包容量下能放入物品的最大价值。
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