动态规划(4):消除后效性

2024-02-14 14:08
文章标签 动态 规划 消除 后效

本文主要是介绍动态规划(4):消除后效性,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

无后效性:

这是DP中最重要的一点, 他要求每个子问题的决策不能对后面其他未解决的问题产影响, 如果产生就无法保证决策的最优性, 这就是无后效性。往往需要我们找到一个合适的状态。上述的问题还有另外一个描述方式, 对于后一个节点的判断不能以前面节点的路径为依据。

例:POJ 1037 一个美妙的栅栏

N 个木棒, 长度分别为1, 2, …, N.

构成美妙的栅栏要求

1.除了两端的木棒外,每一跟木棒,要么比它左右的两根都长,要么比它左右的两根都短。
2.即木棒呈现波浪状分布,这一根比上一根长了,那下一根就比这一根短,或反过来

如下图就是N等于4时的所有可能性

这里写图片描述

问题:

符合上述条件的栅栏建法有很多种,对于满足条件的所有栅栏, 按照字典序(从左到右, 从低到高) 排序。
给定一个栅栏的排序号,请输出该栅栏, 即每一个木棒的长度.

问题抽象:

问题抽象:给定1到N 这N个数字,将这些数字高低交替进行排列 ,把所有符合情况的进行一个字典序排列,问第C个排列是一个怎样的排列

试着解题

按照上文的DP常用方法我们依次做如下分析:
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直接将问题的范围缩小

设 A[i] 为i根木棒所组成的合法方案数目。看看能否找出A[i]和A[i-1]或A[i-j]之间的递推关系(所有木棒总数是i)。称i根木棒的合法方案集合为S(i)。

对于这种方法, 我们可以想到, 在i种木棍的情况下, 假设我们有N中方案数。 能否在这N种方案的最后插入第i+1根木棒, 或者如何在这I根中插入第i+1根,也跟前面的选择方案有关, 所以在这里, 这种简单粗暴的方式并不具备后效性(但不得不说 在水DP中这依旧是对绝大多数题目有效的方法)
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加限制条件

在选定了某根木棒x作为第一根木棒的情况下,剩下i-1根木棒的合法方案数是A[i-1]。但是,这A[i-1]种方案,并不是每种都能和x形成新的合法方案。将第一根比第二根长的方案称为DOWN方案,第一根比第二根短的称为UP方案,则,S(i-1)中,第一根木棒比x长的DOWN方案,以及第一根木棒比x短的UP方案,才能和x构成S(i)中的方案。

这里我们对木棒的条件进行条件限制, 在加入第i根木棒的情况下我们记录当前情况的上升和下降的情况。
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继续推导

置A[i] = 0。先枚举x。然后针对每个x,枚举x后面的那根木棒y。如果 y > x(x < y的情况类推),则:

A[i] += 以y打头的DOWN方案数

但以y打头的DOWN方案数,又和y的长短有关。

于是难以直接从 A[i-1]或 A[i-j]推出 A[i]

也就是这里依旧不具备后效性
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http://www.chinasem.cn/article/708706

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