動態規劃一直是ACM競賽中的重點,同時又是難點,由於該算法時間效率高,代碼量少,多元性強,主要考察思惟能力、建模抽象能力、靈活度。php
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動態規劃(英語:Dynamic programming,DP)是一種在數學、計算機科學和經濟學中使用的,經過把原問題分解爲相對簡單的子問題的方式求解複雜問題的方法。 動態規劃經常適用於有重疊子問題和最優子結構性質的問題,動態規劃方法所耗時間每每遠少於樸素解法。算法
動態規劃背後的基本思想很是簡單。大體上,若要解一個給定問題,咱們須要解其不一樣部分(即子問題),再合併子問題的解以得出原問題的解。 一般許多子問題很是類似,爲此動態規劃法試圖僅僅解決每一個子問題一次,從而減小計算量: 一旦某個給定子問題的解已經算出,則將其記憶化存儲,以便下次須要同一個子問題解之時直接查表。 這種作法在重複子問題的數目關於輸入的規模呈指數增加時特別有用。promise
動態規劃問題知足三大重要性質數據結構
最優子結構性質:若是問題的最優解所包含的子問題的解也是最優的,咱們就稱該問題具備最優子結構性質(即知足最優化原理)。最優子結構性質爲動態規劃算法解決問題提供了重要線索。dom
子問題重疊性質:子問題重疊性質是指在用遞歸算法自頂向下對問題進行求解時,每次產生的子問題並不老是新問題,有些子問題會被重複計算屢次。動態規劃算法正是利用了這種子問題的重疊性質,對每個子問題只計算一次,而後將其計算結果保存在一個表格中,當再次須要計算已經計算過的子問題時,只是在表格中簡單地查看一下結果,從而得到較高的效率。學習
無後效性:將各階段按照必定的次序排列好以後,對於某個給定的階段狀態,它之前各階段的狀態沒法直接影響它將來的決策,而只能經過當前的這個狀態。換句話說,每一個狀態都是過去歷史的一個完整總結。這就是無後向性,又稱爲無後效性。
優化
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動態規劃分類有不少劃分方法,網上有不少是按照狀態來分,分爲一維、二維、區間、樹形等等。我以爲仍是按功能即解決的問題的類型以及難易程度來分比較好,下面按照我本身的理解和概括,把動態規劃的分類以下:spa
1、簡單基礎dp
這類dp主要是一些狀態比較容易表示,轉移方程比較好想,問題比較基本常見的。主要包括遞推、揹包、LIS(最長遞增序列),LCS(最長公共子序列),下面針對這幾種類型,推薦一下比較好的學習資料和題目。
一、遞推:
遞推通常形式比較單一,從前日後,分類枚舉就行。
簡單:
hdu 2084 數塔 簡單從上往下遞推
hdu 2018 母牛的故事 簡單遞推計數
hdu 2044 一隻小蜜蜂... 簡單遞推計數(Fibonacci)
hdu 2041 超級樓梯 Fibonacci
hdu 2050 折線分割平面 找遞推公式
推薦:
CF 429B B.Working out 四個角遞推
zoj 3747 Attack on Titans 帶限制條件的計數遞推dp
hdu 4489 The King's Ups and Downs
二、揹包
經典的揹包九講:http://love-oriented.com/pack/
推薦博客:http://blog.csdn.net/woshi250hua/article/details/7636866
主要有0-1揹包、徹底揹包、分組揹包、多重揹包。
簡單:
hdu 2955 Robberies 01揹包
hdu 1864 最大報銷額 01揹包
hdu 2844 Coins 多重揹包
hdu 2159 FATE 徹底揹包
推薦:
woj 1537 A Stone-I 轉化成揹包
woj 1538 B Stone-II 轉化成揹包
poj 1170 Shopping Offers 狀壓+揹包
zoj 3769 Diablo III 帶限制條件的揹包
zoj 3638 Fruit Ninja 揹包的轉化成組合數學
hdu 3092 Least common multiple 轉化成徹底揹包問題
poj 1015 Jury Compromise 擴大區間+輸出路徑
poj 1112 Team Them UP 圖論+揹包
三、LIS
最長遞增子序列,樸素的是o(n^2)算法,二分下能夠寫成o(nlgn):維護一個當前最優的遞增序列——找到剛好大於它更新
簡單:
推薦:
uva 10635 Prince and Princess LCS轉化成LIS
hdu 4352 XHXJ's LIS 數位dp+LIS思想
srm div2 1000 狀態壓縮+LIS
poj 1239 Increasing Sequence 兩次dp
四、LCS
最長公共子序列,一般o(n^2)的算法
uva 111 History Grading 要先排個序
2、區間dp
推薦博客:http://blog.csdn.net/woshi250hua/article/details/7969225
區間dp,通常是枚舉區間,把區間分紅左右兩部分,而後求出左右區間再合併。
poj 1141 Brackets Sequence 括號匹配並輸出方案
hdu 4745 Two Rabbits 轉化成求迴文串
zoj 3541 The Last Puzzle 貪心+區間dp
3、樹形dp
比較好的博客:http://blog.csdn.net/woshi250hua/article/details/7644959
一篇論文:http://doc.baidu.com/view/f3b19d0b79563c1ec5da710e.html
樹形dp是創建在樹這種數據結構上的dp,通常狀態比較好想,經過dfs維護從根到葉子或從葉子到根的狀態轉移。
hdu 4123 Bob's Race 二分+樹形dp+單調隊列
hdu 4514 求樹的直徑
hdu 4126 Genghis Kehan the Conqueror MST+樹形dp 比較經典
hdu 4756 Install Air Conditioning MST+樹形dp 同上
hdu 3660 Alice and Bob's Trip 有點像對抗搜索
CF 337D Book of Evil 樹直徑的思想 思惟
4、數位dp
推薦一篇論文:http://wenku.baidu.com/view/d2414ffe04a1b0717fd5dda8.html
數位dp,主要用來解決統計知足某類特殊關係或有某些特色的區間內的數的個數,它是按位來進行計數統計的,能夠保存子狀態,速度較快。數位dp作多了後,套路基本上都差很少,關鍵把要保存的狀態給抽象出來,保存下來。
hdu 2089 不要62 簡單數位dp
CF 401D Roman and Numbers 狀壓+數位dp
hdu 4398 X mod f(x) 把模數加進狀態裏面
hdu 4734 F(x) 簡單數位dp
hdu 3693 Math teacher's homework 思惟變換的數位dp
hdu 4352 XHXJ's LIS 數位dp+LIS思想
CF 55D Beautiful Numbers 比較巧妙的數位dp
CF 258B Little Elephant and Elections 數位dp+組合數學+逆元
5、機率(指望) dp
推薦博客:http://www.cnblogs.com/kuangbin/archive/2012/10/02/2710606.html
推薦博客:http://blog.csdn.net/woshi250hua/article/details/7912049
推薦論文:
通常來講機率正着推,指望逆着推。有環的通常要用到高斯消元解方程。指望能夠分解成多個子指望的加權和,權爲子指望發生的機率,即 E(aA+bB+...) = aE(A) + bE(B) +...
ural 1776 Anniversiry Firework 比較基礎
hdu 4418 Time travel 比較經典BFS+機率dp+高斯消元
hdu 4586 Play the Dice 推公式比較水
jobdu 1546 迷宮問題 高斯消元+機率dp+BFS預處理
hdu 3853 LOOPS 簡單機率dp
hdu 4405 Aeroplane chess 簡單機率dp,比較直接
hdu 4089 Activation 比較經典
poj 2096 Collecting Bugs 題目比較難讀懂
zoj 3640 Help me Escape 從後往前,比較簡單
hdu 4034 Maze 經典好題,藉助樹的機率dp
hdu 4336 Card Collector 狀態壓縮+機率dp
hdu 4326 Game 這個題狀態有點難抽象
6、狀態壓縮dp
這類問題有TSP、插頭dp等。
推薦論文:http://wenku.baidu.com/view/ce445e4f767f5acfa1c7cd51.html
推薦博客:http://blog.csdn.net/sf____/article/details/15026397
推薦博客:http://www.notonlysuccess.com/index.php/plug_dp/
hdu 4568 Hunter 最短路+TSP
hdu 4539 插頭dp
poj 2411 Mandriann's Dream 輪廓線dp
7、數據結構優化的dp
有時儘管狀態找好了,轉移方程的想好了,但時間複雜度比較大,須要用數據結構進行優化。常見的優化有二進制優化、單調隊列優化、斜率優化、四邊形不等式優化等。
一、二進制優化
主要是優化揹包問題,揹包九講裏面有介紹,比較簡單,這裏只附上幾道題目。
二、單調隊列優化
推薦論文:http://wenku.baidu.com/view/4d23b4d128ea81c758f578ae.html
推薦博客:http://www.cnblogs.com/neverforget/archive/2011/10/13/ll.html
poj 3245 Sequece Partitioning 二分+單調隊列優化
三、斜率優化
推薦論文:用單調性優化動態規劃
推薦博客:http://www.cnblogs.com/ronaflx/archive/2011/02/05/1949278.html
四、四邊形不等式優化
推薦博客:http://www.cnblogs.com/ronaflx/archive/2011/03/30/1999764.html
推薦博客:http://www.cnblogs.com/zxndgv/archive/2011/08/02/2125242.html