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我是一只菜菜菜菜鸟...
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之所以想到要注释一下,没别的意思,只是因为几个月前刚学DP,完全看不懂,前几天费了几个小时终于看懂了,注释下来,能使自己整理一下思路,也作为自己的一篇日记。

当时我能看懂时间和空间均为O(MN^2)的函数,但可能由于自己看书是直接从动态规划一章看起,书上对于经过优化的函数也没有更多的解析,当时看起来完全不知所云。前几天看的时候,是对着方程结合书上的几句话自己去理解,尝试自己动手去写,但错了。看书上代码,都要自己去理解那些变量数组是干什么用的,感觉也是非常吃力。

1,

我觉得理解那个优化函数,必须先要充分理解那个二维的DP方程:

b[i][j]=max(b[i][j-1]+a[j],max(b[i-1][t])+a[j])  (i-1<=t<j)

b[i][j]表示的是第i段在前j项(含第j项)的最大值。对于b[i][j]含有第j项必须要理解好!则方程的意思是:对于a[j]项,要么将它加到第i段,要么它自己作为新的一段。

注意到方程外层的max选择,都要加上a[j]这一项。这里可能很容易产生一个疑问,如果a[j]是一个负数,为什么还要加上a[j]呢?回到b[i][j]所表示的意义上解释,由于b[i][j]表示的是含有第j项的最大值,所以a[j]是肯定要加进来的。假使a[j]是一个负数,它加进来了也不会影响在第i段中前j-1项的最大值。

所以第m段的最大值,并不是b[m][n],而是b[m][m~n]之间的最大值。

同样道理,第i-1段的最大值是b[i-1][t],(i-i<=t<j)。

2,

理解了上述的DP方程后,再来考虑优化,正如书上所说的,由于在第i段中,只用到第i段和第i-1段的值。如果采用一维数组存储b[],只要在计算第i段的时候,没有去改变第i-1段保留下来的值即可。再考虑到,内层max选择,需要用到第i-1段在i-1到j-1位置的最大值,不但要进行重复计算,也影响到b[j]的计算,因为j前面的值既要用作b[j]的计算,也要更新作为下一段i+1计算时所用。

为了解决这个问题,书上是利用了一个辅助的一维数组c[],c[j]保存的是上一段i-1在j位置的最大值。显然计算第i段在j位置的值b[j]要用到的c[]的下标是从i-1到j-1的。

那么这时DP方程可以变为:

b[j]=max(b[j-1]+a[j],c[j-1]+a[j])

要注意,b[j-1]与c[j-1]是相差一段的,即b[j-1]计算的是第i段的值,而c[j-1]记录的是i-1段的值。

这里有一个关键是对c[]在计算第i段值b[j]的时候,要及时更新,以作计算下一段使用。

3,

以上的具体实现自己写不出来,还是照看书上的代码,略作解析。其实明白了上面说明的两段,书上代码是很好理解的。书上对于边界条件的处理,我觉得做得非常好,而我也正是错在这个地方。

int MaxSum(int m,int n,int *a)
{
    
if(n<m||m<1)    return 0;
    
int *b=new int[n+1];    //b[j]保存的是第i段中在前j(含j)项的最大值
    int *c=new int[n+1];    //c[j]保存的是i-1段中在i-1到j(含j)项中的最大值
                            
//注意,以上b[j]和c[j]都是指在计算第i段时的值;
    b[0]=0;
    c[
1]=0;                 //第0段时的两个值,初始化边界条件 
    for(int i=1;i<=m;i++)   //i为当前计算段数 
    {
        b[i]
=b[i-1]+a[i];    //b[i]即b[j]在j=i时的值,由于j=i,每一个项都要成为一段,这就是边界条件
        c[i-1]=b[i];        //这里很绕,其实这句是没用的,因为在第i段中数组c[]保存的值是为下一
                            
//段i+1服务的,i+1段只用到c[i],可以直接删掉,免得误导                        
        int max=b[i];        //max记录第i段的从i位置开始所有能用到的项的最大值
        for(int j=i+1;j<=i+n-m;j++)
        {
            b[j]
=b[j-1]>c[j-1]?b[j-1]+a[j]:c[j-1]+a[j];//这里用到的c[j-1]
                                                      
//是没被修改的,还是上一段i-1中在j-1位置的最大值
            c[j-1]=max;            //用完后就要修改为第i段中在j-1位置的最大值,明显,max是记录了第i段中的
            if(max<b[j])        //在j-1位置的最大值,尽管当前循环中计算的是第j项
                max=b[j];        //更新max的值
        }
        c[i
+n-m]=max;    //由于max记录的项总比循环的j项小1,所以第i段在最后一项中的最大值放在循环外更新
    }

    
int sum=0;        //默认全是负数的时候,最大值是0,如果要计算负的最大值,可以将sum设为一个大负数
    for(int j=m;j<=n;j++)    //为什么还有一次循环找最大值,而不是直接使用b[n]呢?因为b[j]包含了a[j],
        if(sum<b[j])        //在b[j]的值不一定比不包含a[j]的其他项大。
            sum=b[j];
    
return sum;
}

附:pku 2479就是一题求最大2段和。

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