算法學習之動態規劃(二)

之前簡單介紹了動態規劃的概念和解題步驟,但是學習中感覺動態規劃的應用范圍太靈活了,這里就挑一些常見的題目多練習一下。
1、最長公共子序列(字符串相關)
給出兩個字符串,找到最長公共子序列(LCS),返回LCS的長度。例如:
例如:給出"ABCD"和"EDCA",這個LCS是 "A"(或 D或C),返回1;
給出"ABCD" 和 "EACB",這個LCS是"AC"返回2。

思路:長度為m的字符串a和長度為n的字符串b,他們的最長公共子序列longest[m][n]可通過m-1長度的a和n-1長度的b推得:當a[m]等于b[n]的時候,longest[m][n] = longest[m-1][n-1] + 1;當a[m]不等于b[n]時,longest[m][n]=max(longest[m-1][n], longest[m][n-1])。當字符串a或者b為空字符串時,它與另一個字符串的最長公共子序列必然是0。最后題目的解即為longest[strlen(a)][strlen(b)]。
代碼:


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2、編輯距離(字符串相關)
給出兩個單詞word1和word2,計算出將word1 轉換為word2的最少操作次數。
你總共三種操作方法:插入一個字符、刪除一個字符、替換一個字符。
例如:給出 work1="mart" 和 work2="karma",返回 3。

思路:對于長度為m的字符串a和長度為n的字符串b(m、n都大于0),如果a[m]不等于b[n],那么a變為b的最小操作次數=min(a[m-1]變為b[n]的最小操作次數+1,a[m]變為b[n-1]的最小操作次數+1,a[m-1]變為b[n-1]的最小操作次數);如果a[m]等于b[n],那么a[m]變為b[n]的最小操作次數=a[m-1]變為b[n-1]的最小操作次數。
代碼:


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3、背包問題
給出n個物品的體積A[i]和其價值V[i],將他們裝入一個大小為m的背包,最多能裝入的總價值有多大?
例如:對于物品體積[2, 3, 5, 7]和對應的價值[1, 5, 2, 4], 假設背包大小為10的話,最大能夠裝入的價值為9。

思路:當空間為v時,對于任意一個物品i,如果i可以放入(v大于等于weight[i]),則此時v空間的價值f(v)等于f(v-weight[i]) + values[i],因此通過遍歷全部物品可以找到在空間為v時所能得到的最大值。
代碼:


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4、區間問題(谷歌面試題)
有n個硬幣排成一條線,每一枚硬幣有不同的價值。兩個參賽者輪流一從任意一邊取一枚硬幣,直到沒有硬幣為止。計算拿到的硬幣總價值,價值最高的獲勝。請判定第一個玩家是輸還是贏?
例如:給定數組[3,2,2],返回true;給定數組[1,20,15],返回false。

思路:對于給定的一個閉區間(i到j,j大于等于i),玩家A拿硬幣只有兩種拿法,從左拿或者從右拿。如果從左拿,則A能拿到的最大面值=拿到的這枚硬幣的面值 + 剩余區間的總面值 - B玩家在剩余區間能拿到的最大面值;A從右拿的情況與從左拿類似。由此我們可以得到狀態轉移方程。而通過兩次循環我們能夠得到長度為n的序列里任意i到j區間的面值總和,以及j=i的情況下先手玩家拿到的最大值(即第i個硬幣的面值)。
代碼:


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