带你读《图解算法小抄》二十一、动态规划(12)

简介: 带你读《图解算法小抄》二十一、动态规划(12)

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2)解题步骤

为了计算最长数对链,我们可以使用动态规划的思想来解决问题。排序:首先对给定的数对列表按照第二个数字的升序进行排序,以确保后面的数对始终满足跟随关系。

 

  • 定义状态:我们可以将问题转化为对于每个数对的状态,即以该数对为结尾的最长数对链的长度。令 dp[i] 表示以第 i 个数对为结尾的最长数对链的长度。
  • 初始状态:对于每个数对,初始状态为 1,即自身形成长度为 1 的数对链。
  • 状态转移方程:对于第 i 个数对,我们需要找到所有在它之前的数对 (a, b),其中 b < c,并更新 dp[i]。如果存在多个满足条件的数对,我们选择最长的数对链长度进行更新。
  • 综上所述,我们可以得到状态转移方程为:dp[i] = max(dp[j] + 1),其中 0 ≤ j < i 且 pairs[j][1] < pairs[i][0]
  • 最终解:问题的解即为所有 dp[i] 中的最大值。

下面是使用动态规划解决最长数对链问题的算法框架:

 

function findLongestChain(pairs) {
  const n = pairs.length;  // 排序
  pairs.sort((a, b) => a[1] - b[1]);  // 初始化状态数组
  const dp = new Array(n).fill(1);  // 计算最长数对链的长度
  for (let i = 1; i < n; i++) {
    for (let j = 0; j < i; j++) {
      if (pairs[j][1] < pairs[i][0]) {
        dp[i] = Math.max(dp[i], dp[j] + 1);
      }
    }
  }  // 返回最长数对链的长度
  return Math.max(...dp);
}

19.最大和的循环子数组

1)题目描述

给定一个由整数数组 nums 组成的循环数组,找到具有最大和的连续子数组(允许循环)。子数组最少包含一个元素。

2)解题步骤

为了解决循环子数组的最大和问题,我们可以使用动态规划的思想来解决。处理普通的最大和子数组问题:首先,我们可以使用动态规划来解决普通的最大和子数组问题,即找到不循环的情况下的最大和子数组。我们可以使用 Kadane's 算法来处理此问题。

 

处理循环的最大和子数组问题:对于循环数组,存在两种情况:

  • 情况一:最大和子数组不包含循环的起始点和结束点。在这种情况下,我们可以直接应用步骤 1 中的动态规划算法来计算最大和。
  • 情况二:最大和子数组包含循环的起始点和结束点。在这种情况下,我们需要使用两次动态规划算法来计算最大和:
  • 第一次,我们计算从数组起始位置到数组的倒数第二个位置的最大和,即 maxSum1 = kadane(nums, 0, n-2),其中 kadane() 是步骤 1 中的动态规划算法。
  • 第二次,我们计算从数组的第二个位置到数组的末尾位置的最大和,即 maxSum2 = kadane(nums, 1, n-1)。取最大和:最后,我们比较两个情况下的最大和,即 maxSum = max(maxSum1, maxSum2),其中 max() 是取两个数的较大值的函数。

 

下面是使用动态规划解决最大和的循环子数组问题的算法框架:

 

function maxSubarraySum(nums) {
  // 计算不循环的最大和子数组
  function kadane(arr, start, end) {
    let maxSum = -Infinity;
    let currSum = 0;    for (let i = start; i <= end; i++) {
      currSum = Math.max(arr[i], currSum + arr[i]);
      maxSum = Math.max(maxSum, currSum);
}
    return maxSum;
  }
  const n = nums.length;  // 情况一:最大和子数组不包含循环的起始点和结束点
  const maxSum1 = kadane(nums, 0, n - 2);  // 情况二:最大和子数组包含循环的起始点和结束点
  const maxSum2 = kadane(nums, 1, n - 1);  // 取最大和
  const maxSum = Math.max(maxSum1, maxSum2);
  return maxSum;
}


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