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动态规划问题案例

2025/4/17 15:29:31 来源:https://blog.csdn.net/weixin_46624670/article/details/142181784  浏览:    关键词:动态规划问题案例

除了经典的斐波那契数列(Fibonacci Numbers)和最长公共子序列(Longest Common Subsequence, LCS)问题之外,动态规划还可以解决许多经典案例。

最大子序列和(Maximum Subarray)

问题描述:给定一个整数数组,找出其中连续的一段子数组,使得它们的和最大。
解决方案:使用一维数组dp,其中dp[i]表示以第i个元素结尾的最大子序列和。
状态转移方程为dp[i] = max(dp[i-1] + nums[i], nums[i])。

零钱兑换(Coin Change)

问题描述:给定不同面额的硬币和一个总金额,计算可以凑成总金额所需的最少的硬币个数。
解决方案:使用一维数组dp,其中dp[i]表示凑成金额i所需的最少硬币数。
状态转移方程为dp[i] = min(dp[i], dp[i-coins[j]] + 1),其中coins[j]是硬币面额。

最长上升子序列(Longest Increasing Subsequence, LIS)

问题描述:给定一个无序的整数数组,找到其中最长上升子序列的长度。
解决方案:使用一维数组dp,其中dp[i]表示以第i个元素结尾的最长上升子序列的长度。
状态转移方程为dp[i] = max(dp[j] + 1),其中j是小于i且nums[j] < nums[i]的所有位置。

股票买卖问题

多种变体,如最多完成k笔交易的最大利润、一次买卖的最大利润等。
解决方案:根据具体问题的限制条件,使用一维或二维数组dp来记录状态,并通过状态转移方程求解。

背包问题(Knapsack Problem)

问题描述:给定一组物品,每种物品都有自己的重量和价值,在限定的总重量内,如何选择物品使得总价值最大。
解决方案:根据问题的不同(0-1背包、完全背包等),使用一维或二维数组dp来记录状态,并通过状态转移方程求解。

最长回文子串(Longest Palindromic Substring)

问题描述:给定一个字符串,找到其中最长的回文子串。
解决方案:虽然通常使用中心扩展法或动态规划解决,但动态规划方法通过dp[i][j]表示字符串s从i到j的子串是否为回文串,并据此构建状态转移方程。

编辑距离(Levenshtein Distance)

问题描述:给定两个字符串,计算将一个字符串转换为另一个字符串所需的最少编辑操作次数(包括插入、删除和替换)。
解决方案:使用二维数组dp,其中dp[i][j]表示将第一个字符串的前i个字符转换为第二个字符串的前j个字符所需的最少编辑次数。状态转移方程根据具体的编辑操作定义。

最小花费爬楼梯(Min Cost Climbing Stairs)

问题描述:给定一个数组,其中第i个元素表示你爬第i级楼梯需要消耗的能量。一旦你爬了第i级楼梯,你就无法爬回第i-1级或第i-2级。你需要找到达到楼梯顶部的最低能量消耗。
解决方案:使用一维数组dp,其中dp[i]表示到达第i级楼梯所需的最小能量消耗。
状态转移方程为dp[i] = min(dp[i-1] + cost[i-1], dp[i-2] + cost[i-2])。

不同路径的数目(Unique Paths)

问题描述:一个机器人位于一个m x n网格的左上角。机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角。问有多少条不同的路径?
解决方案:使用二维数组dp,其中dp[i][j]表示到达网格(i, j)的路径数目。
状态转移方程为dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]。

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