動態規劃 湊硬幣

2021-08-08 22:24:45 字數 1148 閱讀 4615

什麼是動態規劃?

動態規劃(dynamic programming,簡稱為dp)是運籌學的乙個分支,是求解決策過程(decision process)最優化的數學方法。20世紀50年代初美國數學家r.e.bellman等人在研究多階段決策過程(multistep decision process)的優化問題時,提出了著名的最優化原理(principle of optimality),把多階段過程轉化為一系列單階段問題,利用各階段之間的關係,逐個求解,創立了解決這類過程優化問題的新方法——動態規劃。2023年出版了他的名著《dynamic programming》,這是該領域的第一本著作。

動態規劃演算法通常基於乙個遞推公式及乙個或多個初始狀態。當前子問題的最優解將由上一次子問題的最優解推出。使用動態規劃來解題只需要多項式時間複雜度,因此它比回溯法、暴力法等要快許多。

問題:

如果我們有面值為1元、3元和5元的硬幣若干枚,如何用最少的硬幣湊夠11元?

分析:

用d(i)表示湊夠i元需要的最少硬幣數量,將它定義為該問題的」狀態「。這個狀態是怎麼找出來的呢?根據子問題來定義狀態,找到子問題,即 狀態。最終要求解的問題,可以用這個狀態來表示:d(11),即湊夠11元最少需要多少個硬幣。

狀態轉移方程是什麼呢?既然我們用d(i)表示狀態,那麼狀態轉移方程自然包含d(i)。包含狀態d(i)的方程,比如:d(3)=min。沒錯,它就是狀態轉移方程,描述狀態之間是如何轉移的。當然,要對它抽象一下,d(i)=min,其中i-vj >=0,vj表示第j個硬幣的面值。有了狀態和狀態轉移方程,這個問題基本上也就解決了。

求解:

int main()  

, sum = 11, dp[12];

dp[0] = 0;

for(int i = 1; i <= sum; i++) dp[i] = i; // 假設存在1元的硬幣那麼i元最多隻需要i枚1元硬幣,當然最好設定dp[i]等於無窮大

for(int i = 1; i <= sum; i++)

} }

cout0;

}

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