在编程世界中,动态规划是一种强大的算法,它通过将复杂的问题分解成更小的子问题来求解。本文将以一道来自豆包MarsCode AI 刷题平台的题目为例,深入探讨动态规划的应用,并分享一些学习方法和心得。
题目描述: 小S在码头租用货船,有 Q 种不同类型的货船可供选择。每种货船有固定的数量 m[i]、租赁成本 v[i] 和最大载货量 w[i]。小S希望在预算 V 元内,租用能够承载最大总货物的货船组合。我们需要编写一个名为solution的函数,接收参数Q(货船种类数)、V(预算)和ships(包含每种货船信息的列表),并返回在给定预算下的最大总载货量。
首先,我们来理解这个问题的动态规划解决方案。我们可以创建一个长度为 V+1 的数组 dp,其中 dp[j] 表示在预算 j 内可以得到的最大载货量。然后,遍历每一种货船,对于每种货船,我们都尝试所有可能的租船数量 k(从 1 到 m[i]),如果当前预算加上 k 艘船的租金不超过 V,我们就更新 dp[j + kv[i]] 的值,使其等于当前 dp[j + kv[i]] 和 dp[j] + k*w[i] 中较大的那个。这样,我们就可以确保在任何预算下,dp 数组都存储了最优解。
以下是完整的 Python 代码实现:
def solution(Q, V, ships):
dp = [0] * (V + 1)
for m, v, w in ships:
for j in range(V, -1, -1):
for k in range(1, m + 1):
if j + k * v <= V:
dp[j + k * v] = max(dp[j + k * v], dp[j] + k * w)
else:
break
return dp[V]
学习方法与心得:
-
理解动态规划的基本思想:动态规划的核心是将大问题拆分成小问题,然后递归地解决这些小问题,最后再合并结果。理解这个基本概念是掌握动态规划的关键。
-
构建状态转移方程:在解决具体问题时,明确状态是什么,状态之间的关系如何,这是动态规划解决问题的第一步。在这个例子中,我们的状态就是 dp[j],即在预算 j 下的最大载货量。
-
设计合适的 dp 数组:dp 数组的大小和结构取决于问题的特性。在这个问题中,dp 数组的长度是 V+1,因为我们要考虑从 0 到 V 的所有可能预算。
-
利用错题进行针对性学习:在豆包MarsCode AI 刷题平台上,你可以找到许多类似的题目进行练习。每次遇到错误,都要仔细思考为什么错了,如何改正,这有助于加深对动态规划的理解。
-
结合其他学习资源:除了刷题,还可以阅读相关书籍、教程或观看视频课程,以便从不同的角度理解动态规划。同时,多做笔记和总结,可以帮助巩固所学知识。
动态规划是一种强大的算法,通过不断练习和理解,我们可以更好地应用它来解决实际问题。