动规训练3

一、按摩师

1、题目解析

简而言之就是,找到一个按摩师的预约总是长的最长方案,还有一个限制条件,选取的预约两两不相邻。

2、算法原理

a状态表示方程

小技巧:经验+题目要求

dp[i]表示以这个节点为结尾,最长的预约时长

b状态转移方程

1、找到最近的一个节点,划分问题

2、预约节点两两不相邻

dp[i]的值如何得出呢------找到前两个节点进行对比一下,取最大值再加上我这个值

最近的节点dp[i-1]不可考虑,因为相邻了

dp[i]=min(dp[i-2],dp[i-3])+nums[i]

有些同学就开始纠结了,为啥不考虑i-4的情况呢------------因为i-2包括了

c初始化

根据上面的推断,可能会遇到边界问题的节点为0,1,2 。

所以我们可以给这三个节点进行初始化。

也可以通过虚拟节点的方法进行解决

虚拟节点注意事项:

  1. 初始化取值需要保证后续填表值的正确性
  2. 注意下标映射关系

我们选择的初始化取值为0,这样不会影响到后续取值,并且向nums取值时应该i-3

以下图为例

d填表顺序

从左到右

e返回值

dp表的最后两个节点的较大值

max(dp[n+2],dp[n+1])

3、代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int massage(vector<int>& nums) {
        int n=nums.size();
        vector<int> dp(n+3,0);
        for(int i=3;i<n+3;i++)
            dp[i]=max(dp[i-2],dp[i-3])+nums[i-3];
        return max(dp[n+2],dp[n+1]);
    }
};

4、解法2

算法原理

a状态表示方程

dp[i]表示以i为终点时的最大值

但是这个节点有两种情况:

f[i]表示以i为终点并且选了i节点值时的最大值

g[i]表示以i为终点时没有选择i节点的最大值

b状态转移方程

f[i]=g[i-1]+nums[i]

g[i]=max(g[i-1],f[i-1])+nums[i]

c初始化

f[0]=nums[0]

g[0]=0

d填表顺序

从左到右,两个表一起填

e返回值

max(f[n-1],g[n-1]);

n为nums大小

f代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
 int massage(vector<int>& nums) {
 // 1. 创建⼀个 dp 表
 // 2. 初始化
 // 3. 填表
 // 4. 返回值
 int n = nums.size();
 if(n == 0) return 0; // 处理边界条件
 vector<int> f(n);
 auto g = f;
 f[0] = nums[0];
 for(int i = 1; i < n; i++)
 {
 f[i] = g[i - 1] + nums[i];
 g[i] = max(f[i - 1], g[i - 1]);
 }
 return max(f[n - 1], g[n - 1]);
 }
};

二、打家劫舍二

1、题目解析

第一道题契税就是这道题的变体,不同的是这道题多了一个要求------数组首尾相连

2、算法原理

a状态表示方程

经验+题目要求

dp[i]表示到这个i节点时最大的盗窃金额

但是这个值有两种情况,分别是选择了这个节点和没选择这个节点

f[i]表示i节点被盗窃时的最大金额

g[i]表示i节点没盗窃时的最大金额

这两者取的较大值就是dp[i]的值

但是这道题是一个环形数组,为了针对这一变数,有一个解决方法:

你不是环形数组嘛,说白了就是第一位被盗窃了和没被盗窃两种情况

既然分了两种情况,我们进行两次盗窃,看哪次盗窃结果更大就行了。

偷盗了第一所房子------这就意味着1和n-1(第二位和最后一位不可以盗窃了),从第三位开始盗窃直到倒数第二位

没有盗窃第一所房子---------这意味着需要从第一位盗窃至最后一位。

b状态转移方程

找到最近的节点划分问题

f[i]=g[i-1]+nums[i]

g[i]=max(g[i-1],f[i-1])+nums[i]

c初始化

f[0]=nums[0]

g[0]=0

d填表顺序

从左到右,两种情况分别填写两张表

e返回值

return max(rob1(nums,1,n-1),rob1(nums,2,n-2)+nums[0]);

3、代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int rob(vector<int>& nums) {
        int n=nums.size();
        if(n==1)
            return nums[0];
    
        return max(rob1(nums,1,n-1),rob1(nums,2,n-2)+nums[0]); 
    }
    int rob1(vector<int> nums,int left,int right){
        vector<int> f(right+1,0);
        vector<int> g(right+1,0);
        for(int i=left;i<=right;i++){
            f[i]=g[i-1]+nums[i];
            g[i]=max(f[i-1],g[i-1]);
        }
        return max(f[right],g[right]);
    }
};

三、删除并且获得点数

1、题目解析

这道题就是将一个数删除然后获取这个数的点数,同时将+-1的数删除去补货的值,依次删除求获取的最大点数。

我们需要锻炼一种能力,将一道陌生的题目往我们熟悉的题目上联想------------这其实不就是打家劫舍问题的变体吗,取一个值然后两两取值不能相邻。

这道题我们无法在原数组上获取数据,需要转换成一个行的数组arr,将每个数的和储存起来,通过下标来表示这个数,并且前后需要个例的数值一目了然

2、算法原理

a状态表示方程

b状态转移方程

c初始化

d填表顺序

e返回值

3、代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int deleteAndEarn(vector<int>& nums) {
        //预处理
        //建表
        //初始化
        //填表
        //返回值
        int arr[10001]={0};
        for(int i=0;i<nums.size();i++){
            arr[nums[i]]+=nums[i];
        }
        int f[10001];
        int g[10001];
        f[0]=arr[0];
        g[0]=0;
        for(int i=1;i<=10000;i++){
            f[i]=g[i-1]+arr[i];
            g[i]=max(f[i-1],g[i-1]);
        }
        return max(f[10000],g[10000]);
    }
};

四、粉刷房子

1、题目解析

题目的意思是给了我们一排房子,这一排房子不能刷上相同的颜色,让我们求最便宜的装修方案

题目给了我们一个二维数组,这个二维数组

这个二维数组从上到下写的是一个房子对应的颜色价格。

很多同学犯难了,不知道这个和动态规划有什么关联,或者不知道如何转化成动规问题。

就像动规的简化问题一样,我们需要问题转换成会写的问题来简化我们的问题。

我们写到过一道题下降路径最小和,我们将改题转换成这个问题。

将二维数组竖着看,表上横向写的是颜色对应的价格,竖向表示对应的楼房

2、算法原理

a状态表示方程

小技巧:经验+题目要求

dp[i][j]表示,到达该节点的时候,最小的专修价格。

b状态转移方程

小技巧:通规最近的一步简化问题

图中节点有且仅有两种可能,左上和右上这两种情况。

而这张图上也是两个节点对应的两个解决方法。

这其实也是这道题的影藏条件。

而dp[i][j]取值取两者较小值就行了。

c初始化

给dp第一排赋值即可

d填表顺序

从左到右,从上到下

e返回值

min(min(dp[m-1][0],dp[m-1][1]),dp[m-1][2])

3、代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int minCost(vector<vector<int>>& costs) {
        int m=costs.size();
        vector<vector<int>> dp(m,vector<int> (3));
        dp[0][0]=costs[0][0];
        dp[0][1]=costs[0][1];
        dp[0][2]=costs[0][2];
        for(int i=1;i<m;i++){
            dp[i][0]=min(dp[i-1][1],dp[i-1][2])+costs[i][0];
            dp[i][1]=min(dp[i-1][0],dp[i-1][2])+costs[i][1];
            dp[i][2]=min(dp[i-1][0],dp[i-1][1])+costs[i][2];
        }
        return min(min(dp[m-1][0],dp[m-1][1]),dp[m-1][2]);
    }
};
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