
动态规划;动态程序设计
This is exactly how dynamic programming works.
这就是动态编程的工作原理。
How to improve this Dynamic Programming solution?
如何完善这一动态规划的解决方案?
Optimum analysis is made by dynamic programming method.
用动态规划法进行了优化分析。
Blue is a dynamic programming language with unique features.
Blue是一种具有独特功能的动态编程语言。
It also includes use of the dynamic programming techniques.
这也包括了动态规划技巧的使用。
动态规划(Dynamic Programming)是一种通过将复杂问题分解为相互关联的简单子问题,并利用子问题的解来高效求解原问题的算法设计方法。其核心思想包含两大关键特征:
最优子结构
问题的最优解包含其子问题的最优解。例如,最短路径问题中,若从A到C的最短路径经过B,则A到B和B到C的路径也必须是各自子问题的最短路径(参考:维基百科动态规划)。
重叠子问题
不同子问题之间存在重复计算的可能。动态规划通过记忆化技术(Memoization)存储已计算的子问题结果,避免重复开销。例如斐波那契数列计算中,递归会产生大量重复调用,而动态规划可将其时间复杂度从指数级降至线性级。
该方法由美国数学家Richard Bellman于1953年提出。其命名源自军事术语“Dynamic”(动态)与“Programming”(规划),旨在描述多阶段决策过程的优化特性(参考:Bellman自传《Eye of the Hurricane》第159章)。
动态规划(Dynamic Programming,简称DP)是一种用于解决复杂优化问题的算法设计方法,其核心思想是将问题分解为相互重叠的子问题,通过存储子问题的解(即“记忆化”)避免重复计算,从而提高效率。
最优子结构
问题的最优解包含其子问题的最优解。例如,最短路径问题中,若从A到C的最短路径经过B,则A到B和B到C的路径也必须是各自的最短路径。
重叠子问题
在递归求解过程中,相同的子问题会被多次计算。动态规划通过存储中间结果(如用数组或哈希表)减少计算量。例如,斐波那契数列的递归解法会重复计算fib(3)
,而动态规划只需计算一次。
定义状态
用变量(如dp[i]
)表示子问题的解。例如,dp[i]
可表示第i
个斐波那契数。
状态转移方程
描述子问题之间的关系。例如:
$$text{斐波那契数列:} dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]$$
$$text{背包问题:} dp[i][w] = max(dp[i-1][w], dp[i-1][w-w_i] + v_i)$$
初始化与边界条件
如斐波那契数列中dp[0]=0, dp[1]=1
。
计算顺序
通常采用自底向上(迭代)或自顶向下(递归+记忆化)的方式。
动态规划 | 分治法 |
---|---|
子问题重叠,需存储中间结果 | 子问题独立,无重复计算 |
适用于优化问题(如最大值) | 适用于分解问题(如排序) |
动态规划由Richard Bellman于1950年代提出,名称中的“Programming”指“表格法”而非编程。通过合理设计状态和转移方程,可将许多指数级复杂度的问题优化为多项式时间。
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