ooaer 发表于 2013-1-13 11:55:03

动态规划 入门 二

第二节 动态规划分类讨论

这里用状态维数对动态规划进行了分类:

1.状态是一维的

1.1下降/非降子序列问题:

问题描述:{挖掘题目的本质,一但抽象成这样的描述就可以用这个方法解}

在一个无序的序列a1,a2,a3,a4…an里,找到一个最长的序列满足:ai<=aj<=ak…<=am,且i<j<k…<m.(最长非降子序列)或ai>aj>ak…>am,且i>j>k…>m.(最长下降子序列)。

问题分析:

如果前i-1个数中用到ak (ak>ai或ak<=ai)构成了一个的最长的序列加上第I个数ai就是前i个数中用到i的最长的序列了。那么求用到ak构成的最长的序列有要求前k-1个数中……

从上面的分析可以看出这样划分问题满足最优子结构,那满足无后效性么?显然对于第i个数时只考虑前i-1个数,显然满足无后效性,可以用动态规划解。

分析到这里动态规划的三要素就不难得出了:如果按照序列编号划分阶段,设计一个状态opt 表示前i个数中用到第i个数所构成的最优解。那么决策就是在前i-1个状态中找到最大的opt使得aj>ai(或aj<=ai),opt+1就是opt的值;用方程表示为:{我习惯了这种写法,但不是状态转移方程的标准写法 }

opt=max(opt)+1   (0<=j<i 且aj<=ai)       {最长上升序列}

opt=max(opt)+1   (0<=j<i 且aj>ai)      {最长下降序列}

实现求解的部分代码:

      opt:=maxsize;{maxsize 为maxlongint或-maxlongint}

fori:=1 to n do

for j:=0 to i-1 do

if ( a>a) and (opt+1>opt) then   

opt:=opt+1;

ans:=-maxlongint;

for i:=1 to n do

if opt>ans then ans:=opt;                {ans 为最终解}

复杂度:从上面的实现不难看出时间复杂度为O(N2),空间复杂度O(N);



例题1







拦截导弹

(missile.pas/c/cpp)

来源:NOIP1999(提高组) 第一题

【问题描述】

    某国为了防御敌国的导弹袭击,发展出一种导弹拦截系统。但是这种导弹拦截系统有一个缺陷:虽然它的第一发炮弹能够到达任意的高度,但是以后每一发炮弹都不能高于前一发的高度。某天,雷达捕捉到敌国的导弹来袭。由于该系统还在试用阶段,所以只有一套系统,因此有可能不能拦截所有的导弹。

   输入导弹依次飞来的高度(雷达给出的高度数据是不大于30000的正整数),计算这套系统最多能拦截多少导弹,如果要拦截所有导弹最少要配备多少套这种导弹拦截系统。

【输入文件】missile.in

单独一行列出导弹依次飞来的高度。

【输出文件】missile.out

两行,分别是最多能拦截的导弹数,要拦截所有导弹最少要配备的系统数

【输入样例】

389 207 155 300 299 170 158 65

【输出样例】

6

2

【问题分析】

有经验的选手不难看出这是一个求最长下降序列问题,显然标准算法是动态规划。

以导弹依次飞来的顺序为阶段,设计状态opt表示前i个导弹中拦截了导弹i可以拦截最多能拦截到的导弹的个数。

状态转移方程:

opt=max(opt)+1(h>=h,0=<j<i)   {h存,第i个导弹的高度}

最大的opt就是最终的解。

这只解决了第一问,对于第二问最直观的方法就是求完一次opt后把刚才要打的导弹去掉,在求一次opt直到打完所有的导弹,但这样做就错了。

不难举出反例: 6 1 7 3 2      

错解: 6 3 2/1/7   正解:6 1/7 3 2

其实认真分析一下题就回发现:每一个导弹最终的结果都是要被打的,如果它后面有一个比它高的导弹,那打它的这个装置无论如何也不能打那个导弹了,经过这么一分析,这个问题便抽象成在已知序列里找最长上升序列的问题。

求最长上升序列和上面说的求最长非升序列是一样的,这里就不多说了。

复杂度:时间复杂度为O(N2),空间复杂度为O(N)。


C++代码
#include<iostream>   using namespace std;   int shu;   int fj;   int fup;   int n;   int main()   {       n=0;       int maxa=-564;int maxb=-21321;       for(int i=1;i<=5000;i++)       {               fj=1;               fup=1;               }            cin>>n;       for(int i=1;i<=n;i++)       cin>>shu;                  for(int i=2;i<=n;i++)       {          for(int j=i-1;j>=1;j--)          {         if(shu<=shu)         {               if( fj<fj+1)                                                            fj=fj+1;         }                                                               }         if(fj>maxa)         maxa=fj;       }       for(int i=2;i<=n;i++)       {          for(int j=i-1;j>=1;j--)          {         if(shu>=shu)         {               if(fup<fup+1)                                                            fup=fup+1;         }                                                               }         if(fup>maxb)         maxb=fup;       }       cout<<maxa<<" "<<maxb;                     return 0;       }   
转自:http://stumble41.com/article.asp?id=60
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