一、什么是区间DP?
顾名思义:区间DP就是在区间上进行动态规划,求解一段区间上的最优解。主要是通过合并小区间的最优解进而得出整个大区间上最优解的DP算法。
二、核心思路
既然让我求解在一个区间上的最优解,那么我把这个区间分割成一个个小区间,求解每个小区间的最优解,再合并小区间得到大区间即可。所以在代码实现上,可以枚举区间长度len为每次分割成的小区间长度(由短到长不断合并),内层枚举该长度下可以的起点,自然终点也就明了了。然后在这个起点终点之间枚举分割点,求解这段小区间在某个分割点下的最优解。板子如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 | for ( int len = 1;len<=n;len++){ //枚举长度 for ( int j = 1;j+len<=n+1;j++){ //枚举起点,ends<=n int ends = j+len - 1; for ( int i = j;i<ends;i++){ //枚举分割点,更新小区间最优解 dp[j][ends] = min(dp[j][ends],dp[j][i]+dp[i+1][ends]+something); } } } |
三、朴素区间DP(n³)
例题:石子归并1
(1)N堆石子摆成一条线。现要将石子有次序地合并成一堆。规定每次只能选相邻的2堆石子合并成新的一堆,并将新的一堆石子数记为该次合并的代价。计算将N堆石子合并成一堆的最小代价。
例如: 1 2 3 4,有不少合并方法
1 2 3 4 => 3 3 4(3) => 6 4(9) => 10(19)
1 2 3 4 => 1 5 4(5) => 1 9(14) => 10(24)
1 2 3 4 => 1 2 7(7) => 3 7(10) => 10(20)
括号里面为总代价可以看出,第一种方法的代价最低,现在给出n堆石子的数量,计算最小合并代价。
Input
第1行输入一个数N(2 <= N <= 100) 第2 - N+1行每行输入一个数,分别表示N堆石子的数量(1 <= A[i] <= 10000)
Output
输出最小合并代价
Sample
(2)转移方程:
dp[j][ends] = min(dp[j][ends],dp[j][i]+dp[i+1][ends]+weigth[i][ends]);
j~ends堆合并 = 较小的(原来, 分割点i坐部分重量 + 分割点i右边部分重量 + 合并后两堆总重量)
注:可以用sum[j] - sum[i - 1]表示i~j堆的重量!
(3)代码:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 | #include <iostream> #include<cstring> #include<cstdio> #include<algorithm> using namespace std; #define INF 0x3f3f3f int stone[105]; int dp[105][105]; int sum[105]; int main() { int n; scanf ( "%d" ,&n); memset (sum,0, sizeof (sum)); memset (dp,INF, sizeof (dp)); for ( int i =1;i<=n;i++){ scanf ( "%d" ,&stone[i]); sum[i] = sum[i - 1] + stone[i]; //重量 dp[i][i] = 0; } for ( int len = 1;len<=n;len++){ //枚举长度 for ( int j = 1;j+len<=n+1;j++){ //枚举起点,ends<=n int ends = j+len - 1; for ( int i = j;i<ends;i++){ //枚举分割点 dp[j][ends] = min(dp[j][ends],dp[j][i]+dp[i+1][ends]+sum[ends]-sum[j-1]); //更新状态 } } } cout<<dp[1][n]<<endl; return 0; } |
四、题目变形(线性变环状)
例题:石子归并2
(1)题意:原题与上面相同,但是石子排列由线性排列变成环状排列,求解。
(2)思路:环状以后合并区间的情况就可以从后往前合并,最后合并完成可能是1~n,2~n~1,3~n~2.....这种n个石子合并的情况。所以我们可以破环成链,将前n-1各元素也放到n后面构成一个线性的环状序列,在对这个序列dp即可
(3)代码:codevs 2102 环状石子归并(求最大值和最小值)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 | #include <iostream> #include<cstring> #include<cstdio> #include<algorithm> using namespace std; #define INF 0x3f3f3f int stone[105]; int dpmin[205][205]; //最小 int dpmax[205][205]; //最大 int sum[205]; int main() { int n; scanf ( "%d" ,&n); memset (sum,0, sizeof (sum)); memset (dpmin,INF, sizeof (dpmin)); memset (dpmax,-1, sizeof (dpmax)); for ( int i =1;i<=n;i++){ scanf ( "%d" ,&stone[i]); sum[i] = sum[i - 1] + stone[i]; dpmin[i][i] = 0; dpmax[i][i] = 0; } for ( int i = 1;i<=n;i++){ sum[i+n] = sum[i+n-1]+stone[i]; //展开的n后面的n-1~1重量 dpmin[i+n][i+n] = 0; dpmax[i+n][i+n] = 0; } for ( int len = 1;len<=n;len++){ //长度还是最大n for ( int j = 1;j+len<=2*n;j++){ //起点枚举最大到2*n-1,ends<=2*n-1 int ends = j+len - 1; for ( int i = j;i<ends;i++){ //注意!i<ends!!!因为i=ends时,dp[ends+1][ends]是不成立的! dpmin[j][ends] = min(dpmin[j][ends],dpmin[j][i]+dpmin[i+1][ends]+sum[ends]-sum[j-1]); dpmax[j][ends] = max(dpmax[j][ends],dpmax[j][i]+dpmax[i+1][ends]+sum[ends]-sum[j-1]); } } } int ansmin = 0xfffffff; int ansmax = -1; for ( int i = 1;i<=n;i++){ ansmin = min(ansmin,dpmin[i][i+n-1]); //找1~n,2~n~1,3~n~2....的合并n个堆的中最大和最小的值 ansmax = max(ansmax,dpmax[i][i+n-1]); } cout<<ansmin<<endl; cout<<ansmax<<endl; return 0; } |
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