一、什么是动态规划
通过拆分问题,定义问题状态和状态之间的关系,使得问题能够以递推的方式解决。
哪些问题可以使用动态规划?
1、具有最优子结构:问题的最优解所包含的子结构的解也是最优的
2、具有无后效性:未来与过去无关,只与当前状态有关。
二、题目
三、思路分析
1、规整数据
将数组规整一下,将多余的空格删除,使之变成我们熟悉且好操作的常规形状。
[
[2],
[3, 4],
[6, 5, 7],
[4, 1, 8, 3]
]
变成这样后方便我们观察规律也比较好写算法,如果有题目要求输出题目中那样的,再添加空格字符串进行调整即可。
2、分析数据
2.1、只有两行数据
当只有两行数据时,只需要分别相加再求出最小值即可。
[
[2],
[3, 4]
]
2+3=5 2+4=6 , 再取出相加和后的最小值,即为最小路径和。
2.2、有三行数据
[
[2],
[3, 4],
[6, 5, 7]
]
有三行数据时,路径选择就多了,一共有 4 种情况。
2 + 3 + 6 = 11 2 + 3 + 5 = 10 (前两项都是 2+3)
2 + 4 + 5 = 11 2 + 4 + 7 = 13 (前两项都是 2+4)
可以观察到,前两项的和我们在数据是两行的时候就已经计算过了,所以可以把他们保存到一个二维数组 dp[ i ][ j ] 中,后续直接使用数组中已经计算好的值,就不需要再遍历计算导致浪费时间了(如果数据很多的话)
tips:算完一行后把结果记录下来,用于下一行的计算。这个结果的物理意义就是从顶端到该点的最小路径和。
2.3、三类不同的节点
第一类:每行的第一个
每行的第一个形成的路径是直的,没有斜的,且每行第一个的坐标都是[ i ][ 0 ]
将当前节点的值更新为 上一行节点的和 加上 当前节点本来的值。
计算方式:
dp[ i ][ j ] : 新定义的二维数组,用于更新节点的和
triangle[ i ][ j ] :原本的数组的值
dp[i][j] = dp[i-1][j] + triangle[i][j]
第二类:每行的最后一个
只能斜着往下走,上面没有值,且每一行最后一个的坐标 i == j
将当前节点的值更新为 上一行前一个的节点的和 加上 当前节点本来的值。
计算方式:
dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + triangle[i][j]
第三类:每一行中间的
在更新中间的节点时,需要比较是 当前列上一行节点的和小 还是 前一列上一行的和小。
将较小值与当前值相加,得到输出:路径的最小和。
计算方式:
dp[i][j] = min(di[i-1][j], dp[i-1][j-1]) + triangle[i][j]
所有的都算完,所有可能的路径结果都在最后一行,对最后一行取最小值,即为正确结果
3、代码实现
n = int(input())
triangle = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
dp = triangle[:]
for i in range(n):
for j in range(i + 1):
if j == 0:
dp[i][j] = dp[i-1][j] + triangle[i][j]
if j == i:
dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + triangle[i][j]
else:
dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i-1][j-1]) + triangle[i][j]
print(min(dp[n-1]))
这个代码还有改进的余地,明天再改进。