返回

动态规划:从浅入深掌握算法精髓

前端

动态规划:算法中的瑰宝

动态规划是一种强大的算法技术,用于解决复杂优化问题。其核心思想是将问题分解为更小的子问题,逐步求解,并将子问题的解存储起来,避免重复计算。通过这种方式,动态规划可以有效减少时间复杂度,并提升算法的效率。

LeetCode 题海:动态规划的试炼场

LeetCode 是一个备受推崇的在线编程平台,提供海量的编程题目,其中包含大量涉及动态规划的题目。这些题目难度不一,涵盖了动态规划的各个方面,为学习者提供了绝佳的实践机会。

由浅入深:逐个击破动态规划

1. Fib 斐波那契数列

斐波那契数列是一个经典的动态规划问题。每个数列项由前两项相加得到,例如:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ...。使用动态规划求解斐波那契数列,时间复杂度可以从指数级别降低到线性级别。

2. Climb 楼梯问题

假设你正在爬楼梯,一次可以爬 1 级或 2 级台阶。共有 n 级台阶,有多少种不同的爬法?这个问题可以用动态规划轻松解决,将 n 级台阶分解为更小的子问题,逐步求解。

3. Rod Cutting 杆切割问题

给你一根长度为 n 的木棍,你可以将木棍切割成任意长度的小段,每一段可以卖出不同的价格。如何切割木棍才能获得最大的总收益?这正是动态规划的用武之地,通过考虑所有可能的切割方案,并存储子问题的最优解,我们可以找到问题的全局最优解。

4. Knapsack 0-1 背包问题

你有一个背包容量为 W,里面可以装入 n 件物品。每件物品的重量为 w[i],价值为 v[i]。如何选择物品装入背包,使得背包中物品的总价值最大,且不超过背包容量?这就是著名的 0-1 背包问题,动态规划可以高效地解决该问题。

5. LIS 最长递增子序列

给定一个数组,求其最长递增子序列的长度。例如,数组 [10, 9, 2, 5, 3, 7, 101, 18] 的最长递增子序列是 [2, 3, 7, 101, 18],长度为 5。动态规划可以将这个问题转化为一个更简单的子问题:以数组中每个元素结尾的最长递增子序列长度。

6. LCS 最长公共子序列

给定两个字符串,求这两个字符串的最长公共子序列的长度。例如,字符串 "ABCD" 和 "EDCB" 的最长公共子序列是 "BD",长度为 2。动态规划可以将这个问题转化为一个表格问题,其中表格的每个单元格存储两个子字符串的最长公共子序列的长度。

结语:掌握动态规划,征服算法挑战

通过一系列 LeetCode 题目的剖析,我们领略了动态规划的强大魅力。它是一种思想和算法技术的有机结合,让我们能够高效地解决复杂的优化问题。掌握动态规划,将为您的编程能力锦上添花,助力您征服算法挑战,在计算机科学领域更上一层楼。