動態規劃四(DAG最長路)

2021-10-06 11:26:50 字數 1561 閱讀 4332

在圖的有關知識中已經了解了dag就是有向無環圖,其中計算最長路(關鍵路徑)的做法非常複雜,這裡介紹更簡單的方法。

求整個dag的最長路徑(即不固定起點和終點)

固定終點,求dag的最長路徑。

給定乙個有向無環圖,怎樣求解整個圖的所有路徑中權值之和最大的那條

dp[i]表示從i號頂點出發能獲得的最長路徑長度,這樣所有dp[i]的最大值就是整個dag的最長路徑長度。

如何求解dp陣列,發現dp[i]表示從i號頂點出發能獲得的最長路徑長度,如果從i號頂點出發能到達頂點j1、j2、····、jk,而dp[j1],dp[j2],····,dp[jk]都已知,那麼就有:

dp[i] = max

顯然需要按照逆拓撲序列的順序來求解dp陣列,或者使用遞迴;其中用鄰接矩陣來儲存圖:

intdp(

int i)

}return dp[i]

;//返回計算完畢的dp[i]

}

在具體實現時,對整個dp陣列進行初始化為0。 這樣如果遇到出度為0的結點會自動返回dp[i]= 0,而如果出度不是0的頂點則會遞迴求解。

如何知道最長路徑具體是哪條呢?

可以開乙個int型choice陣列記錄最長路徑上的頂點的後繼頂點,使用迭代即可獲得每個的後繼頂點。如果最終可能有多條最長路徑,把choice陣列改為vector型別的陣列即可。

intdp(

int i)}}

return dp[i];}

//呼叫printpath前需要先得到最大的dp[i],然後將i作為路徑起點傳入

void

printpath

(int i)

}

對其他的動態規劃問題而言,如果需要得到具體的最優方案,可以採用類似的方法,即記錄每次決策所選擇的策略,然後再dp陣列計算完畢後根據具體情況進行遞迴或迭代來獲取方案

假設規定的終點為t,那麼可以令dp[i]表示從i號頂點出發到達終點t能獲得的最長路徑長度

求解dp陣列的思想和上述一樣,區別在邊界的確定上。第乙個問題中沒有固定終點,那麼所有出度為0的頂點的dp值為0是邊界,但在這個問題中確定了終點,因此邊界為dp[t] = 0

初始化dp陣列為乙個負的大數(-inf),來保證「無法到達終點」的含義得以表達;然後設定乙個vis陣列表示頂點是否已經被計算。

intdp(

int i)

}return dp[i]

;}

除了關鍵路徑的求解外,可以把一些問題轉換成為dag的最長路,如經典的矩形巢狀問題。

矩形巢狀問題:給出n個矩陣的長和寬,定義矩形的巢狀關係為:如果有兩個矩形a和b,其中矩形a的長和寬分別為a,b,矩形b的長和寬分別為c,d,且滿足a可以將每個矩形都看成乙個頂點,並將巢狀關係視為頂點之間的有向邊,邊權均為1,這樣就可以轉換為dag最長路問題。

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