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区间DP

时间:2020-04-06 21:31:17      阅读:66      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

区间DP

两个难点:

1、枚举所有可能的区间

2、状态转移方程

经典问题1:石子合并

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1274:【例9.18】合并石子

时间限制: 1000 ms         内存限制: 65536 KB
提交数: 5121     通过数: 3243 
【题目描述】
在一个操场上一排地摆放着N堆石子。现要将石子有次序地合并成一堆。规定每次只能选相邻的2堆石子合并成新的一堆,并将新的一堆石子数记为该次合并的得分。

计算出将N堆石子合并成一堆的最小得分。

【输入】
第一行为一个正整数N (2≤N≤100);

以下N行,每行一个正整数,小于10000,分别表示第i堆石子的个数(1≤i≤N)。

【输出】
一个正整数,即最小得分。

【输入样例】
7
13
7
8
16
21
4
18
【输出样例】
239
合并石子

状态:f[i][j]表示区间i到j之间的最小花费,那么f[1][n]就是最后的答案

状态转移方程:f[i][j]=f[i][k]+f[k][j]+sum[i][j-i+1];

所以在这里需要求一个前缀和sum[i][j-i+1] 就相当于sum[j]-sum[i-1]

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=130,inf=0x3f3f3f;; 
int sum[N],c[N];
int f[N][N],n,x,t; 
inline int read()
{
    int x=0;char y=*,z=getchar();
    while(z<0||z>9) y=z,z=getchar();
    while(z>=0&&z<=9) x=(x<<3)+(x<<1)+(z-0),z=getchar();
    return y==-?-x:x;
}
int main()
{
    n=read();
    for(int i=1;i<=n;i++){
        x=read(); 
        sum[i]=sum[i-1]+x;//前缀和
    } 
    memset(f,127/3,sizeof(f));
    for(int i=1;i<=n;i++) f[i][i]=0;
    for(int i=n-1;i>=1;i--)
        for(int j=i+1;j<=n;j++)
            for(int k=i;k<=j-1;k++)
                f[i][j]=min(f[i][j],f[i][k]+f[k+1][j]+sum[j]-sum[i-1]);
    cout<<f[1][n]<<endl;    
    return 0;
}

上述代码有三重循环,所以复杂度为O(n3),所以这种问题只能处理n<250的问题;

该问题在动态规划中也有写过,咳咳还有一个环形的情况

优化:

平行四边形优化原理:是区间DP常用的优化方法;主要思想就是用s[i][j]来存储最优分割点

只需要更改几个地方:(红色)!!

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=130,inf=0x3f3f3f;; 
int sum[N],c[N],s[N][N];
int f[N][N],n,x,t; 
inline int read()
{
    int x=0;char y=*,z=getchar();
    while(z<0||z>9) y=z,z=getchar();
    while(z>=0&&z<=9) x=(x<<3)+(x<<1)+(z-0),z=getchar();
    return y==-?-x:x;
}
int main()
{
    n=read();
    for(int i=1;i<=n;i++){
        x=read(); 
        sum[i]=sum[i-1]+x;//前缀和
    } 
    memset(f,127/3,sizeof(f));
    for(int i=1;i<=n;i++) {
        f[i][i]=0;s[i][i]=i;
    }
    for(int i=n-1;i>=1;i--)
        for(int j=i+1;j<=n;j++)
            for(int k=s[i][j-1];k<=s[i+1][j];k++)
                if(f[i][j]>f[i][k]+f[k+1][j]+sum[j]-sum[i-1])
                {
                    f[i][j]=min(f[i][j],f[i][k]+f[k+1][j]+sum[j]-sum[i-1]);
                    s[i][j]=k;
                }
                   
    cout<<f[1][n]<<endl;    
    return 0;
}

这样优化以后,复杂度更加接近于O(n2),科技解决接近n<3000的问题了~

经典问题2:回文串

回文串是正读反读都是一样的字符串,最经典的问题就是:给定一个字符串,通过增加或者删除得到一个回文串。

poj 3280 给出一个由m中字母组成的长度为n的串,给出m种字母添加和删除花费的代价,求让给出的串变成回文串的代价。

我们定义dp [ i ] [ j ] 为区间 i 到 j 变成回文的最小代价。

那么有三种情况:

首先:对于一个串如果s【i】==s【j】,那么dp【i】【j】=dp【i+1】【j-1】

其次:如果dp【i+1】【j】是回文串,那么dp【i】【j】=dp【i+1】【j】+min(add【i】,del【i】);

最后,如果dp【i】【j-1】是回文串,那么dp【i】【j】=dp【i】【j-1】 + min(add【j】,del【j】);

参考代码:

int main()
{
    int n,m,t,i,j;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        scanf("%s",s);
        for(i=0; i<n; i++)
        {
            scanf("%s",c);
            scanf("%d%d",&cost[c[0]-a],&t);
            if(t<cost[c[0]-a])
                cost[c[0]-a]=t;
        }
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        for(i=m-1; i>=0; i--)
        {
            for(j=i+1; j<m; j++)
            {
                dp[i][j]=min(dp[i+1][j]+cost[s[i]-a],dp[i][j-1]+cost[s[j]-a]);
                if(s[i]==s[j])
                    dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[i+1][j-1]);
            }
        }
        printf("%d\n",dp[0][m-1]);
    }
    return 0;
}

 

例题:回文词

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Description
  回文词是一种对称的字符串——也就是说,一个回文词,从左到右读和从右到左读得到的结果是一样的。任意给定一个字符串,通过插入若干字符,都可以变成一个回文词。你的任务是写一个程序,求出将给定字符串变成回文词所需插入的最少字符数。比如字符串“Ab3bd”,在插入两个字符后可以变成一个回文词(“dAb3bAd”“Adb3bdA”)。然而,插入两个以下的字符无法使它变成一个回文词。
Input
  第一行包含一个整数N,表示给定字符串的长度(3≤N≤50 00)。
  第二行是一个长度为N的字符串。字符串仅由大写字母“A”到“Z”,小写字母“a”到“z”和数字“0”到“9”构成。大写字母和小写字母将被认为是不同的。
Output
  只有一行,包含一个整数,表示需要插入的最少字符数。
Sample Input

5
Ab3bd
Sample Output
2
回文词

用字符串长度来减去(原字符串与反串)的最长公共子序列长度只能得到70分

还是得用这种记忆化的dp才能AC:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=5005,inf=0x3f3f3f;; 
int f[N][N],n,x;
char s[N],rs[N]; 
int dfs(int i,int j)
{
    if (f[i][j]!=0xfffffff)
        return f[i][j];
    if (s[i-1]==s[j-1])
        return f[i][j]=dfs(i+1,j-1);
    else
        {  f[i][j]=min(dfs(i+1,j),dfs(i,j-1))+1;
        }
        return f[i][j];
}
int main()
{  
    scanf("%d",&n);
    cin>>s;
    for (int i=1;i<=n;i++)
        for (int j=i+1;j<=n;j++)
        {
            f[i][j]=0xfffffff;f[i][i]=0;
        }
    f[1][n]=dfs(1,n);
    printf("%d",f[1][n]);
    return 0;
}

区间动态规划例题:(做到就来补一补)

 

区间DP

原文:https://www.cnblogs.com/sunny99/p/12644022.html

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