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LeetCode题解:动态规划点石成金

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动态规划:在LeetCode上征服优化问题的利器

动态规划 ,简称 DP,是计算机科学中解决优化问题的一种强大算法技术。它广泛应用于 LeetCode 和其他编程平台上,是面试官考察算法能力的重点领域。

动态规划的核心思想 是将复杂问题分解成一系列较小的子问题,然后重复利用已经解决的子问题来解决整个问题。这使其非常适合解决具有重叠子问题的优化问题。

要掌握动态规划,你需要掌握以下三个步骤:

  1. 确定子问题: 确定问题的基本子问题是什么,这些子问题应该相对简单,并且可以帮助你解决整个问题。
  2. 定义状态: 使用一维或二维数组定义子问题的解的状态。
  3. 推导状态转移方程: 使用递归方程推导出计算子问题解的状态转移方程。

常见的动态规划问题类型 包括:

  • 最长公共子序列
  • 最短路径
  • 背包问题
  • 矩阵连乘
  • 最长上升子序列

这些问题都可以使用动态规划有效解决。

在 LeetCode 上,动态规划问题通常需要编写代码来实现。

下面是一个关于最长公共子序列的 LeetCode 题解示例:

def longest_common_subsequence(text1, text2):
    """
    返回两个字符串的最长公共子序列。

    参数:
        text1: 第一个字符串。
        text2: 第二个字符串。

    返回:
        两个字符串的最长公共子序列。
    """

    # 初始化动态规划表
    dp = [[0] * (len(text2) + 1) for _ in range(len(text1) + 1)]

    # 填充动态规划表
    for i in range(1, len(text1) + 1):
        for j in range(1, len(text2) + 1):
            if text1[i - 1] == text2[j - 1]:
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1
            else:
                dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1])

    # 构造最长公共子序列
    lcs = ""
    i = len(text1)
    j = len(text2)
    while i > 0 and j > 0:
        if text1[i - 1] == text2[j - 1]:
            lcs = text1[i - 1] + lcs
            i -= 1
            j -= 1
        else:
            if dp[i - 1][j] > dp[i][j - 1]:
                i -= 1
            else:
                j -= 1

    return lcs

此题解使用动态规划计算最长公共子序列:

  1. 初始化一个二维数组 dp,其中每个元素表示 text1 和 text2 的前缀子序列的最长公共子序列。
  2. 使用循环填充 dp 表。
  3. 使用另一个循环构造最长公共子序列。

通过掌握动态规划,你可以提高你的算法能力,在 LeetCode 上取得更好的成绩。

常见问题解答

  1. 动态规划和贪心算法有什么区别?
    动态规划通过考虑所有可能的情况来找到全局最优解,而贪心算法通过在每一步做出局部最优选择来找到局部最优解。

  2. 动态规划的时间复杂度是多少?
    动态规划的时间复杂度通常与问题大小呈多项式关系。

  3. 动态规划的缺点是什么?
    动态规划在处理大规模问题时可能会出现空间和时间复杂度问题。

  4. 你能给出一个动态规划的真实世界示例吗?
    使用动态规划的真实世界示例包括拼写检查、语音识别和机器翻译。

  5. 如何在 LeetCode 上练习动态规划?
    LeetCode 上有许多动态规划问题,你可以练习解决这些问题来提高你的技能。