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4.算法设计与分析__动态规划

一、动态规划的基本思想 动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。 在这类问题中,可能会有许多可行解。 每一个解都对应于一个值,我们希望找到具有最优值的解。 基本思想是将待求解问题分解成若干个子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解。 适合于用动态规划求解的问题,经分解得到子问题往往不是互相独立的。若用分治法来解这类问题,则分解得到的子问题数目太多,有些子问题被重复计算了很多次。 如果我们能够保存已解决的子问题的答案,而在需要时再找出已求得的答案,这样就可以避免大量的重复计算,节省时间。 我们可以用一个表来记录所有已解的子问题的答案。不管该子问题以后是否被用到,只要它被计算过,就将其结果填入表中。 这就是动态规划法的基本思路。 具体的动态规划算法多种多样,但它们具有相同的填表格式。 二、设计动态规划法的步骤 找出最优解的性质,并刻画其结构特征; 递归地定义最优值(写出动态规划方程); 以自底向上的方式计算出最优值; 根据计算最优值时得到的信息,构造一个最优解。 步骤1~3是动态规划算法的基本步骤。 在只需要求出最优值的情形,步骤4可以省略; 若需要求出问题的一个最优解,则必须执行步骤4。 三、动态规划问题的特征 动态规划算法的有效性依赖于问题本身所具有的两个重要性质: 最优子结构: 当问题的最优解包含了其子问题的最优解时,称该问题具有最优子结构性质。 重叠子问题: 在用递归算法自顶向下解问题时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题被反复计算多次。动态规划算法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只解一次,而后将其解保存在一个表格中,在以后尽可能多地利用这些子问题的解。

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[数据结构和算法]《算法导论》动态规划笔记(2)

上一次介绍了动态规划解决钢条切割问题,这次介绍一下动态规划的原理,什么样的最优化问题适合用动态规划解决? 具有的两个基本特征:最优子结构和子问题重叠。 最优子结构 如果一个问题的最优解包含其子问题的最优解,称此问题具有最优子结构性质。 最优子结构发现过程: 证明问题最优解的第一个组成部分是做出一个选择。 对于一个给定问题,在其可能的第一步选择中,假定已经知道那种选择才会得到最优解。 给定可获得最优解的选择后,你确定这次选择会产生哪些子问题,以及如何最好地刻画子问题空间。 利用“剪切-粘贴”的技术证明:作为构

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算法设计策略----动态规划法

动态规划法:与贪心法类似,动态规划法也是一种求解最优化问题的算法设计策略。它也采取分布决策的方法。但与贪心法不同的是,动态规划法每一步决策依赖子问题的解。直观上,为了在某一步做出决策,需要先求若干子问题,这就使得动态规划法是自底向上的。 按照多部决策方法,一个问题的活动过程可以分成若干阶段,每个阶段可能包含一个或多个状态。多部决策求解方法就是从初始状态开始做出每个阶段的决策,形成一个决策序列,该决策序列也成为策略。对于每一个决策序列,可以用一个数值函数(目标函数)衡量该策略的优劣。问题求解的目标是获取最优决

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