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前言:动规五部曲
以下是《代码随想录》作者总结的动规五部曲
- 确定dp数组(dp table)以及下标的含义
- 确定递推公式(状态转移方程)
- dp数组如何初始化
- 确定遍历顺序
- 举例推导dp数组
目录
- 前言:动规五部曲
- 1、509. 斐波那契数
- 2、322. 零钱兑换
- 3、300. 最长递增子序列
1、509. 斐波那契数
509. 斐波那契数
class Solution {
public:
int fib(int n) {
if(n==0||n==1) return n;
//basic case
int a0 = 0;
int a1 = 1;
int ai = 0;
for(int i = 2; i <= n; i++){
ai = a0+a1;//a[i] = a[i-2]+a[i-1]
//滚动更新
a0 = a1;
a1 = ai;
}
return ai;
}
};
- 使用动态规划,转移方程为:a[i] = a[i-2]+a[i-1]
- 由于斐波那契数列当前状态
n
只与n-2
和n-1
有关,所以只需要开两个变量,存储两个状态即可,直接把空间复杂度从O(n)
将为O(1)
2、322. 零钱兑换
322. 零钱兑换
🌻步骤
- dp数组以及下标含义:
dp[i]
表示目标金额为i
时的,至少选择dp[i]
枚硬币 - 状态转移方程
- dp数组初识别
//数组大小为amount+1,dp[i]初始化为amount+1(达不到的,初始化一个大的值)
vector<int> dp(amount + 1, amount + 1)
//base case
dp[0] = 0;//目标金额为0,不用选择
为啥不直接初始化为 int 型的最大值 Integer.MAX_VALUE 呢?因为后面有 dp[i - coin] + 1,这就会导致整型溢出。
- 确定遍历顺序:自底向上
🏄🏻♀️完整代码
class Solution {
public:
int coinChange(vector<int>& coins, int amount) {
//1)dp数组初始化
vector<int> dp(amount+1,amount+1);
dp[0] = 0;
//2)自底向上遍历(遍历子问题,求解子问题最优解)
for(int i = 0; i <dp.size(); i++){
//下面的for求出dp[i],外层循环结束,dp[amount]得解
for(int coin : coins){
if(i - coin < 0){//选择了面值为coin的硬币,子问题无解
continue;
}
dp[i] = min(dp[i],1 + dp[i-coin]);//状态转移方程
}
}
return (dp[amount] == amount + 1 ? -1 : dp[amount]);
}
};
3、300. 最长递增子序列
300. 最长递增子序列
🌷数学归纳法求解状态转移方程
- 数学归纳法:假设在k<n时,结论成立,根据前面的假设,推出k = n时的结论。若能推出,则证明在k 为任何数时成立
- 对应到动态规划:假设d[0] … d[i-1]已经全部推出,然后反问自己:能否根据已经推出来的d[i-1]等,计算d[i]🌟
- ⭐前提:搞懂d[i]以及下标i的含义!
🌻步骤
- 确定dp[i]以及下标i的含义:
我觉得这步是蛮难的其实。看了题解才知道,dp[i]代表以nums[i]结尾的最长递增子序列。(dp数组的最大值就是答案) - 递推公式:
求解dp[i],可以先找到序列尾元素小于nums[i]的dp[x](遍历即可),然后+1,再取最大值即可求得dp[i]。(递推过程) - dp[i]数组初始化:dp[1~i] = 1(最不行也包括了自身!)
- 遍历顺序:自底向上(因为dp[i]需要前面确定了,才能确定!)
🏄🏻♀️完整代码
class Solution {
public:
int lengthOfLIS(vector<int>& nums) {
//dp数组的定义和初始化:dp[i]表示以num[i]结尾的最长递增子序列
vector<int> dp(nums.size(),1);
//遍历,自底向上,确定dp[i]的值
for (int i = 0; i < nums.size(); i++){
//假设以知1~i-1的dp值,通过递推求dp[i]
for(int j = 0; j < i; j++){
if(nums[j]<nums[i]){
dp[i] = max(dp[i],1+dp[j]);
}
}
}
//最终结果是dp数组中的最大值
int ans = 0;
for (int i = 0; i < nums.size(); i ++){
ans = max(ans,dp[i]);
}
return ans;
}
};
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