acm动态规划总结
动态规划算法难点详解及应用技巧介绍

动态规划算法难点详解及应用技巧介绍动态规划算法(Dynamic Programming)是一种常用的算法思想,主要用于解决具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。
在解决一些复杂的问题时,动态规划算法可以将问题分解成若干个子问题,并通过求解子问题的最优解来求解原始问题的最优解。
本文将详细介绍动态规划算法的难点以及应用技巧。
一、动态规划算法的难点1. 难点一:状态的定义在动态规划算法中,首先需要明确问题的状态。
状态是指问题在某一阶段的具体表现形式。
在进行状态定义时,需要考虑到问题的最优子结构性质。
状态的定义直接影响到问题的子问题划分和状态转移方程的建立。
2. 难点二:状态转移方程的建立动态规划算法是基于状态转移的思想,即通过求解子问题的最优解来求解原始问题的最优解。
因此,建立合理的状态转移方程是动态规划算法的关键。
在进行状态转移方程的建立时,需要考虑问题的最优子结构性质和状态之间的关系。
3. 难点三:边界条件的处理在动态规划算法中,边界条件是指问题的最简单情况,用于终止递归过程并给出递归基。
边界条件的处理需要考虑问题的具体要求和实际情况,确保问题能够得到正确的解。
二、动态规划算法的应用技巧1. 应用技巧一:最长递增子序列最长递增子序列是一类经典的动态规划问题。
其求解思路是通过定义状态和建立状态转移方程,找到问题的最优解。
在应用最长递增子序列问题时,可以使用一维数组来存储状态和记录中间结果,通过迭代计算来求解最优解。
2. 应用技巧二:背包问题背包问题是另一类常见的动态规划问题。
其求解思路是通过定义状态和建立状态转移方程,将问题转化为子问题的最优解。
在应用背包问题时,可以使用二维数组来存储状态和记录中间结果,通过迭代计算来求解最优解。
3. 应用技巧三:最短路径问题最短路径问题是动态规划算法的经典应用之一。
其求解思路是通过定义状态和建立状态转移方程,利用动态规划的思想来求解最优解。
在应用最短路径问题时,可以使用二维数组来存储状态和记录中间结果,通过迭代计算来求解最优解。
acm中d问题简单入门讲解

ACM暑期集训报告院系:专业:年级:学号:姓名:日期:西南交通大学目录目录 (1)第1章动态规划(dp) (2)1.1 简介 (2)1.2 教师内容 (5)1.3 基本dp——背包问题 (6)1.4若干经典dp及常见优化 (9)1.5类似题目 (10)参考文献 (31)附录1 暑期集训心得体会 (31)第1章动态规划(dp)(标题采用2号黑体居中,下空1行)1.1 简介(标题采用四号黑体,正文内容采用小四号字体,1.5倍行距)在解决问题的时候我们经常遇到这种问题:在多种方式的操作下我们如何得到一个最优的方式让我们得到满意的结果。
这时候我们大多人的思想就是贪心。
不错贪心确实是一个不错的算法,首先他简单容易想到,我们在操作起来也比较容易。
现在我推荐几道我们oj上的贪心算法的题:soj1562药品运输soj1585 Climbing mountain。
为了引入动归算法我先拿药品运输这道题简单说一下贪心算法。
示例1:药品运输(题目采用小四号Times New Roman字体)Description5.12大地震后,某灾区急需一批药品,现在有N种药品需要运往灾区,而我们的运输能力有限,现在仅有M辆运输车用来运输这批药品,已知不同的药品对灾区具有不同的作用(“作用”用一个整数表示其大小),不同的药品需要的运输力(必要的车辆运载力)不同,而不同的车辆也具有不同的运输力。
同时,我们希望不同的药品用不同的车辆来运输(避免发生混淆)。
现在请你帮忙设计一方案,来使得运往灾区的药品对灾区的作用最大。
Input第一行包含一个整数T,表示需要处理的测试数据组数。
每一组第一行包括两个整数N,M,分别表示药品总数,及车辆总数。
接着第二行包含N个整数(pi<=10000),分别表示每种药品的作用。
接着第三行包含N个整数,分别表示每种药品必须得运载力(wi<=1000)。
接着第四行包含M个整数,表示每辆车的运输力(c<=1000);(T<=10; N,M<=1000)Output输出包括T行,每行仅一个整数,表示最大的作用值。
动态规划实验报告心得

一、实验背景动态规划是一种重要的算法设计方法,广泛应用于解决优化问题。
本次实验旨在通过实际操作,加深对动态规划算法的理解,掌握其基本思想,并学会运用动态规划解决实际问题。
二、实验内容本次实验主要包括以下几个内容:1. 动态规划算法概述首先,我们对动态规划算法进行了概述,学习了动态规划的基本概念、特点、应用领域等。
动态规划是一种将复杂问题分解为若干个相互重叠的子问题,并存储已解决子问题的解,以避免重复计算的方法。
2. 矩阵连乘问题矩阵连乘问题是动态规划算法的经典问题之一。
通过实验,我们学会了如何将矩阵连乘问题分解为若干个相互重叠的子问题,并利用动态规划方法求解。
实验过程中,我们分析了问题的最优子结构、子问题的重叠性,以及状态转移方程,从而得到了求解矩阵连乘问题的动态规划算法。
3. 0-1背包问题0-1背包问题是另一个典型的动态规划问题。
在实验中,我们学习了如何将0-1背包问题分解为若干个相互重叠的子问题,并利用动态规划方法求解。
实验过程中,我们分析了问题的最优子结构、子问题的重叠性,以及状态转移方程,从而得到了求解0-1背包问题的动态规划算法。
4. 股票买卖问题股票买卖问题是动态规划在实际应用中的一个例子。
在实验中,我们学习了如何将股票买卖问题分解为若干个相互重叠的子问题,并利用动态规划方法求解。
实验过程中,我们分析了问题的最优子结构、子问题的重叠性,以及状态转移方程,从而得到了求解股票买卖问题的动态规划算法。
三、实验心得1. 动态规划算法的思维方式通过本次实验,我深刻体会到了动态规划算法的思维方式。
动态规划算法的核心是将复杂问题分解为若干个相互重叠的子问题,并存储已解决子问题的解。
这种思维方式有助于我们更好地理解和解决实际问题。
2. 状态转移方程的重要性在动态规划算法中,状态转移方程起着至关重要的作用。
它描述了子问题之间的关系,是求解问题的关键。
通过本次实验,我学会了如何分析问题的最优子结构,以及如何建立合适的状态转移方程。
ACM算法总结

(1)几何公式.
(2)叉积和点积的运用(如线段相交的判定,点到线段的距离等). (poj2031,poj1039)
(3)多边型的简单算法(求面积)和相关判定(点在多边型内,多边型是否相交)
(poj1408,poj1584)
(4)最小树形图(poj3164)
(5)次小生成树.
(6)无向图、有向图的最小环
三.数据结构.
(1)trie图的建立和应用. (poj2778)
(2)LCA和RMQ问题(LCA(最近公共祖先问题) 有离线算法(并查集+dfs) 和 在线算法
(2)广度优先搜索(poj3278,poj1426,poj3126,poj3087.poj3414)
(3)简单搜索技巧和剪枝(poj2531,poj1416,poj2676,1129)
五.动态规划
(1)背包问题. (poj1837,poj1276)
(2)型如下表的简单DP(可参考lrj的书 page149):
(4)凸包. (poj2187,poj1113)
中级:
一.基本算法:
(1)C++的标准模版库的应用. (poj3096,poj3007)
(2)较为复杂的模拟题的训练(poj3393,poj1472,poj3371,poj1027,poj2706)
二.图算法:
(3)记忆化搜索(poj3373,poj1691)
五.动态规划
(1)较为复杂的动态规划(如动态规划解特别的施行商问题等)
(poj1191,poj1054,poj3280,poj2029,poj2948,poj1925,poj3034)
(2)四边形不等式理论.
acm组合数计算

acm组合数计算
在ACM编程竞赛中,组合数的计算是一个常见的数学问题。
组合数,也称为"n选k",表示从n个不同元素中选取k个元素的所有可能组合的数量。
在ACM中,组合数的计算通常用于解决各种问题,如排列、组合、概率计算等。
要计算组合数,可以使用组合数的公式:C(n, k) = n! / (k!(n-k)!),其中"!"表示阶乘。
这个公式可以快速地计算出组合数。
然而,在ACM中,由于计算量较大,直接使用组合数的公式可能会超时。
因此,需要使用一些优化技巧来提高计算效率。
一种常见的优化技巧是使用动态规划。
通过预计算一些子问题的解,可以避免重复计算,从而提高计算效率。
例如,可以使用动态规划来计算C(n, k)的值,并将结果保存在一个二维数组中。
当需要计算C(n, k)的值时,可以从数组中直接获取结果,而不需要重新计算。
另外,还可以使用一些数学性质来简化计算。
例如,C(n, k) = C(n-1, k-1) + C(n-1, k)。
这个性质可以用于递归地计算组合数,避免重复计算。
总之,在ACM编程竞赛中,组合数的计算是一个常见的数学问题。
通过使用优化技巧和数学性质,可以快速地计算出组合数的值,从而解决各种问题。
动态规划总结经典题目(经典中的经典)

动态规划总结——经典问题总结本文着重讨论状态是如何表示,以及方程是怎样表示的。
当然,还附上关键的,有可能作为模板的代码段。
但有的代码的实现是优化版的。
经典问题总结最长上升子序列(LIS)问题描述如下:设L=<a1,a2,…,an>是n个不同的实数的序列,L的递增子序列是这样一个子序列Lin=<aK1,ak2,…,akm>,其中k1<k2<…<km且aK1<ak2<…<akm。
求最大的m值。
这里采用的是逆向思维的方法,从最后一个开始想起,即先从A[N](A数组是存放数据的数组,下同)开始,则只有长度为1的子序列,到A[N-1]时就有两种情况,如果a[n-1] < a[n] 则存在长度为2的不下降子序列a[n-1],a[n];如果a[n-1] > a[n] 则存在长度为1的不下降子序列a[n-1]或者a[n]。
有了以上的思想,DP方程就呼之欲出了(这里是顺序推的,不是逆序的):DP[I]=MAX(1,DP[J]+1)J=0,1,...,I-1但这样的想法实现起来是)O(n^2)的。
本题还有更好的解法,就是O(n*logn)。
利用了长升子序列的性质来优化,以下是优化版的代码://最长不降子序const int SIZE=500001;int data[SIZE];int dp[SIZE];//返回值是最长不降子序列的最大长度,复杂度O(N*logN)int LCS(int n) { //N是DATA数组的长度,下标从1开始int len(1),low,high,mid,i;dp[1]=data[1];for(i=1;i<=n;++i) {low=1;high=len;while( low<=high ) { //二分mid=(low+high)/2;if( data[i]>dp[mid] ) {low=mid+1;}else {high=mid-1;}}dp[low]=data[i];if( low>len ) {++len;}}return len;}最长公共子序列(LCS)给出两个字符串a, b,求它们的最长、连续的公共字串。
ACM竞赛要掌握的知识

ACM竞赛要掌握的知识图论路径问题最短路径0/1边权最短路径BFS非负边权最短路径Dijkstra可以用Dijkstra解决的问题的特征负边权最短路径Bellman-FordBellman-Ford的Yen-氏优化差分约束系统Floyd广义路径问题传递闭包极小极大距离/ 极大极小距离Euler Path / Tour圈套圈算法混合图的Euler Path / TourHamilton Path / Tour特殊图的Hamilton Path / Tour 构造生成树问题最小生成树第k小生成树最优比率生成树0/1分数规划度限制生成树连通性问题强大的DFS算法无向图连通性割点割边二连通分支有向图连通性强连通分支2-SAT最小点基有向无环图拓扑排序有向无环图与动态规划的关系二分图匹配问题一般图问题与二分图问题的转换思路最大匹配有向图的最小路径覆盖0 / 1矩阵的最小覆盖完备匹配最优匹配网络流问题网络流模型的简单特征和与线性规划的关系最大流最小割定理最大流问题有上下界的最大流问题循环流最小费用最大流/ 最大费用最大流弦图的性质和判定组合数学解决组合数学问题时常用的思想逼近递推/ 动态规划概率问题Polya定理计算几何/ 解析几何计算几何的核心:*积/ 面积解析几何的主力:复数基本形点直线,线段多边形凸多边形/ 凸包凸包算法的引进,卷包裹法Graham扫描法水平序的引进,共线凸包的补丁完美凸包算法相关判定两直线相交两线段相交点在任意多边形内的判定点在凸多边形内的判定经典问题最小外接圆近似O(n)的最小外接圆算法点集直径旋转卡壳,对踵点多边形的三角剖分数学/ 数论最大公约数Euclid算法扩展的Euclid算法同余方程/ 二元一次不定方程同余方程组线性方程组高斯消元法解mod 2域上的线性方程组整系数方程组的精确解法矩阵行列式的计算利用矩阵乘法快速计算递推关系分数分数树连分数逼近数论计算求N的约数个数求phi(N)求约数和……素数问题概率判素算法概率因子分解数据结构:组织结构二*堆左偏树胜者树Treap统计结构树状数组虚二*树线段树矩形面积并圆形面积并关系结构Hash表并查集路径压缩思想的应用STL中的数据结构vectordequeset / map动态规划/ 记忆化搜索动态规划和记忆化搜索在思考方式上的区别最长子序列系列问题最长不下降子序列最长公共子序列一类NP问题的动态规划解法树型动态规划背包问题动态规划的优化四边形不等式状态设计规划方向(?)常用思想二分最小表示法。
浙江大学 acm程序设计竞赛 动态规划讲义

Tom
的 烦 恼
Tom的烦恼 按结束时间排序,枚举结束时间作为 当前状态,以前状态就是该结束时间 对应的起始时间,这是已经确定的.
Tom
文 字 游 戏
文字游戏(fairfox邀请赛1) 给你一份单词表,和一个句子。求出该句 子能有多少中不同的划分方法.例如: 单词是ab cd a b c d 句子是abcd 他共有4种完全划分方案: ab/cd a/b/c/d a/b/cd ab/c/d; 当前状态就是单词在句子中向后靠的位置, 以前状态就是确定这个单词位置以后,除 掉这个单词长度后的一个位置.状态转移 方程是:F[i]:=F[i]+F[ilength(word[j])] IOI中有一题《前缀》也是类似的题目.
拦 截 导 弹
拦 截 导 弹
状态的表示-f[i],表示当第i个导 弹必须选择时,前i个导弹最多能拦 截多少。 每个导弹有一定的高度,当前状态 就是以第i个导弹为最后一个打的导 弹。以前状态就是在这个导弹以前 打的那个导弹。 显然这是十分能够体现状态间的联 系的题目。
最 长 公 共 子 串
给定起点站和终点站还有 L1,L2,L3,C1,C2,C3,求出要从 起点到终点最少要花多少钱.
买 车 票
怎 么 办
当前所在的某个车站
买 车 票
这一题的以前状态其实只有3种.即 满足3种距离(收费)情况的3个车站. 要知道这3个车站可以先做一个预 处理.显然这3个车站在满足距离限 制的条件下应该越远越好.
可以看出动态规划的实质就是
动 态 规 划 的 实 质
这也就是为什么我们常说动态 规划必须满足重叠子问题的原 因.记忆化,正符合了这个要求.
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动态规划题目总结(一)对于一个有数字组成的二叉树,求由叶子到根的一条路径,使数字和最大,如:7388 1 02 7 4 44 5 2 6 5这个是经典的动态规划,也是最最基础、最最简单的动态规划,典型的多段图。
思路就是建立一个数组,由下向上动态规划,保存页子节点到当前节点的最大值,Java核心代码如下:for(int i=num-2;i>=0;i--){for(int j=0;j<=i;j++){//该句是整个动态规划的核心number[i][j]=Math.max(number[i+1][j],number[i+1][j+1])+number[i][j];}}Pku acm 1579 Function Run Fun 动态规划题目总结(二)Consider a three-parameter recursive function w(a, b, c):if a <= 0 or b <= 0 or c <= 0, then w(a, b, c) returns: 1if a > 20 or b > 20 or c > 20, then w(a, b, c) returns: w(20, 20, 20)if a < b and b < c, then w(a, b, c) returns: w(a, b, c-1) + w(a, b-1, c-1) - w(a, b-1, c)otherwise it returns: w(a-1, b, c) + w(a-1, b-1, c) + w(a-1, b, c-1) - w(a-1, b-1, c-1)这本身就是一个递归函数,要是按照函数本身写递归式,结果肯定是TLE,这里我开了一个三维数组,从w(0,0,0)开始递推,逐步产生到w(20,20,20)的值,复杂度O(n^3).总结:这道题是很地道的DP,因为它的子问题实在是太多了,所以将问题的结果保存起来,刘汝佳《算法艺术和信息学竞赛》中115页讲到自底向上的递推,这个例子就非常典型。
总体来说这个题目还是非常简单的,不过这个思想是地道的动态规划。
Pku acm 2081 Recaman's Sequence 动态规划题目总结(三)一道很简单的动态规划,根据一个递推公式求一个序列,我选择顺序的求解,即自底向上的递推,一个int数组result根据前面的值依此求出序列的每一个结果,另外一个boolean数组flag[i]记录i是否已经出现在序列中,求result的时候用得着,这样就避免了查找。
核心的java代码为:for(i=1;i<=500000;i++){if(result[i-1]-i>0&&flag[result[i-1]-i]==false){result[i] = result[i-1]-i;flag[result[i-1]-i] = true;}else{result[i] = result[i-1]+i;flag[result[i-1]+i] = true;}}Pku acm 1953 World Cup Noise 动态规划题目总结(四)给定一个小于45的整数n,求n位2进制数中不含相邻1的数的个数。
看似简单的一对于n=1来说,以1结尾、以0结尾个数都是1,总和是2,下面过度到2:对于所有以1结尾的数,后面都可以加上0,变为n=2时以0结尾的,而只有结尾为0的数才能加上1(因为不能有两个连续0),这样就可以在n=2的格里分别填上1、2,总和算出来为3,以此类推,我们可以算出所有n<=45的值,然后根据输入进行相应输出。
核心代码如下:int i,num,count,array[50][2],j=0;array[1][1] = 1;array[1][0] = 1;for(i=2;i<50;i++){array[i][0] = array[i-1][1];array[i][1] = array[i-1][1]+array[i-1][0];}我们可以继续找出规律,其实这个就是斐波那切数列数列:F[N] = F[N-1]+F[N-2];可以继续简化代码。
Pku acm 1458 Common Subsequence 动态规划题目总结(五)求两个string的最大公共字串,动态规划的经典问题。
算法导论有详细的讲解。
下面以题目中的例子来说明算法:两个string分别为:abcfbc和abfca。
创建一个二维数组result[][],维数分别是两个字符串长度加一。
我们定义result[i][j]表示X i和Y j 的最长子串(LCS).当i或j等于0时,result[i][j]=0. LCS问题存在一下递归式:result[i][j] = 0 i=0 or j=0result[i][j] = result[i-1][j-1] X i= =Y jresult[i][j] = MAX(result[i-1][j], result[i][j-1]) X i! =Y j对于以上例子,算法如下:含有斜向上的箭头对应的字符是其中的一个lcs。
Java代码的核心部分如下:for(int i=0;i<length1;i++){result[i][0] = 0;}for(int i=0;i<length2;i++){result[0][i] = 0;}for(int i=1;i<=length1;i++){for(int j=1;j<=length2;j++){if(str1.charAt(i-1)==str2.charAt(j-1))result[i][j] = result[i-1][j-1]+1;elseresult[i][j] = result[i-1][j]>result[i][j-1]?result[i-1][j]:result[i][j-1];}}System.out.println(result[length1][length2]);Pku acm 1159 Palindrome 动态规划题目总结(七)给一个字符串,求这个字符串最少增加几个字符能变成回文,如Ab3bd可以增加2个字符变为回文:Adb3bdA。
通过这样的结论可以和最长公共子串联系起来(未证明):S和S' (注:S'是S的反串)的最长公共子串其实一定是回文的。
这样我们就可以借助lcs来解决该题,即用s的长度减去lcs的值即可。
核心的Java代码为:total-LCS(string,new StringBuffer(string).reverse().toString());//函数LCS返回两个string的lcs的长度Pku acm 1080 Humman Gene Function 动态规划题目总结(八)这是一道比较经典的DP,两串基因序列包含A、C、G、T,每两个字母间的匹配都会产生一个相似值,求基因序列(字符串)匹配的最大值。
这题有点像求最长公共子序列。
只不过把求最大长度改成了求最大的匹配值。
用二维数组opt[i][j]记录字符串a中的前i个字符与字符串b中的前j个字符匹配所产生的最大值。
假如已知AG和GT的最大匹配值,AGT和GT的最大匹配值,AG和GTT的最大匹配值,求AGT和GTT的最大匹配值,这个值是AG和GT的最大匹配值加上T 和T的匹配值,AGT和GT的最大匹配值加上T 和-的匹配值,AG和GTT的最大匹配值加上-和T的匹配值中的最大值,所以状态转移方程:opt[i][j] =第0行,第0列表示null和字符串匹配情况,结果是’-’和各个字符的累加:for(i=1;i<=num1;i++)opt[0][i] = opt[0][i-1]+table('-',a[i-1]);for(i=1;i<=num2;i++)opt[i][0] = opt[i-1][0]+table('-',b[i-1]);opt[num2][num1]即为所求结果。
Pku acm 2192 Zipper 动态规划题目总结(九)这个题目要求判断2个字符串能否组成1个字符串,例如cat和tree能组成tcraete。
我们定义一个布尔类型的二维数组 array,array[i][j]表示str1[i]和str2[j]能否组成str[i+j].i=0或者j=0表示空字符串,所以初始化时,array[0][j]表示str1的前j个字符是否和str都匹配。
对于str=tcraete:可以证明:当array[i-1][j]( array[i][j]上面一格)和array[i][j-1]( array[i][j]左面一格)都为0时,array[i][j]为0.当array[i-1][j]( array[i][j]上面一格)为1且左面字母为str[i+j]时或者当array[i][j-1]( array[i][j]左面一格)为1且上面字母为str[i+j]时,array[i][j]为1.这就是状态转移方程为。
核心的Java代码:if(array[i][j-1]&&str1.charAt(j-1)==str.charAt(i+j-1)||array[i-1][j]&&str2.charAt(i-1)==str.charAt(i+j-1))array[i][j] = true;elsearray[i][j] = false;Pku acm 3356 AGTC 动态规划题目总结(十)一个字符串可以插入、删除、改变到另一个字符串,求改变的最小步骤。
和最长公共子序列类似,用二维数组opt[i][j]记录字符串a中的前i个字符到字符串b中的前j个字符匹配所需要的最小步数。
假如已知AG到GT的最小步数,AGT到GT的最小步数,AG到GTT 的最小步数,求AGT到GTT的最小步数,此时T= =T,这个值是AG到GT的最小步数,AGT 到GT的最小步数加一(AGT到GT的最小步数等于AGTT到GTT的最小步数,加一是将T删除的一步),AG到GTT的最小步数加一(AG到GTT的最小步数等于AGT到GTTT的最小步数,加一是在AGT上增加T的一步)。
假如已知AG到GT的最小步数,AGA到GT的最小步数,AG 到GTT的最小步数,求AGA到GTT的最小步数,此时A! =T,这个值是AG到GT的最小步数加一(A改变为T),AGA到GT的最小步数加一(AGA到GT的最小步数等于AGAT到GTT的最小步数,加一是将T删除的一步),AG到GTT的最小步数加一(AG到GTT的最小步数等于AGA 到GTTA的最小步数,加一是在GTTA上删除A的一步)。