极客时间 算法训练营 第五周总结

学习总结

学习内容

课程内容

DP 三部曲:

  • 找重复子问题,最优子结构
  • 定义状态,存储中间过程
  • 推导 DP 方程(递推公式)

结合《数据结构与算法之美》专栏

什么样的问题可以用动态规划解决?

“一个模型三个特征”:

  • 一个模型: 动态规划适合解决的问题模型,多阶段决策最优解模型

  • 三个特征: 最优子结构、无后效性、重复子问题

  • 最优子结构:问题的最优解包含子问题的最优解,可以通过子问题的最优解推导出问题的最优解。动态规划中后面阶段的状态可以通过前面阶段的状态推导出来

  • 无后效性:第一层含义,推导后面阶段的状态,只关心前面阶段的状态,不关心前面这个状态是怎么推导来的;第二层含义,某阶段状态一旦确定,就不受后阶段的决策影响

  • 重复子问题:不同的决策,到达某一个相同的阶段,可能产生重复的状态

两种动态规划解题思路总结

状态转移表法

状态转移方程法

贪心、分治、 回溯、 动态规划这四种算法思想又有什么区别和联系?

贪心、回溯、 动态规划可以归为一类:三个算法解决问题的模型, 都可以抽象成多阶段决策最优解模型

分治单独可以作为一类:分治算法解决的问题尽管一部分也是最优解问题, 但是, 大部分都不能抽象成多阶段决策模型。

回溯:算法是个“万金油”。 基本上能用动态规划、 贪心解决的问题, 都可以用回溯算法解决。 回溯算法相当于穷举搜索。穷举所有的情况, 然后对比得到最优解。

动态规划解决的问题, 需要满足三个特征, 最优子结构、无后效性、重复子问题。

动态规划和分治的区别:在重复子问题这一点上,分治算法要求分割成的子问题,不能有重复子问题, 而动态规划正好相反, 动态规划之所以高效, 就是因为回溯算法实现中存在大量的重复子问题。

贪心法实际上是动态规划算法的一种特殊情况。通过局部最优的选择, 能产生全局的最优选择。

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