leetcode算法之动态规划总结(11种DP类型,70道全部搞懂)——总结非常全面

leetcode算法之动态规划总结(11种DP类型,70道全部搞懂)——总结非常全面

简介

什么是动态规划

动态规划,英文:Dynamic Programming,简称DP,将问题分解为互相重叠的子问题,通过反复求解子问题来解决原问题就是动态规划,如果某一问题有很多重叠子问题,使用动态规划来解是比较有效的。

求解动态规划的核心问题是穷举,但是这类问题穷举有点特别,因为这类问题存在「重叠子问题」,如果暴力穷举的话效率会极其低下。动态规划问题一定会具备「最优子结构」,才能通过子问题的最值得到原问题的最值。另外,虽然动态规划的核心思想就是穷举求最值,但是问题可以千变万化,穷举所有可行解其实并不是一件容易的事,只有列出**正确的「状态转移方程」**才能正确地穷举。重叠子问题、最优子结构、状态转移方程就是动态规划三要素

动态规划和其他算法的区别

动态规划和分治的区别:动态规划和分治都有最优子结构 ,但是分治的子问题不重叠

动态规划和贪心的区别:动态规划中每一个状态一定是由上一个状态推导出来的,这一点就区分于贪心,贪心没有状态推导,而是从局部直接选最优解,所以它永远是局部最优,但是全局的解不一定是最优的。

动态规划和递归的区别:递归和回溯可能存在非常多的重复计算,动态规划可以用递归加记忆化的方式减少不必要的重复计算

动态规划的解题方法

递归+记忆化(自顶向下)

动态规划(自底向上)

下面通过例子由浅至深详细讲解。所有例题均来自leetcode,所示代码均通过所有测试。

参考文章,将所有的DP问题分成11大类,本文将每一类的题目进行补充,并对这些题目的解法进行探讨。

题目

1、线性 DP

最经典单串:300.最长上升子序列 中等

其他单串32.最长有效括号 困难376.摆动序列368.最大整除子集410.分割数组的最大值

最经典双串:1143.最长公共子序列 中等

其他双串97.交错字符串 中等115.不同的子序列 困难583.两个字符串的删除操作

经典问题:53.最大子序和 简单120.三角形最小路径和 中等152.乘积最大子数组 中等354.俄罗斯套娃信封问题887.鸡蛋掉落(DP+二分) 困难

打家劫舍系列: (打家劫舍3 是树形DP)198.打家劫舍 中等213.打家劫舍 II 中等

股票系列:121.买卖股票的最佳时机122.买卖股票的最佳时机 II123.买卖股票的最佳时机 III188.买卖股票的最佳时机 IV309.最佳买卖股票时机含冷冻期714.买卖股票的最佳时机含手续费

字符串匹配系列72.编辑距离 困难44.通配符匹配 困难10.正则表达式匹配 困难

其他375.猜数字大小 II

2、区间 DP

5.最长回文子串 中等516.最长回文子序列87. 扰乱字符串 困难312.戳气球 困难730.统计不同回文子字符串1039.多边形三角剖分的最低得分664.奇怪的打印机1246. 删除回文子数组

3、背包 DP

377. 组合总和 Ⅳ416.分割等和子集 (01背包-要求恰好取到背包容量)494.目标和 (01背包-求方案数)322.零钱兑换 (完全背包)518.零钱兑换 II (完全背包-求方案数)474.一和零 (二维费用背包)

4、树形 DP

124.二叉树中的最大路径和 困难1245.树的直径 (邻接表上的树形DP)543.二叉树的直径 简单333.最大 BST 子树337.打家劫舍 III 中等

5、状态压缩 DP

464.我能赢吗526.优美的排列935.骑士拨号器1349.参加考试的最大学生数

6、数位 DP

233.数字 1 的个数 困难902.最大为 N 的数字组合1015.可被 K 整除的最小整数

7、计数型 DP

计数型DP都可以以组合数学的方法写出组合数,然后dp求组合数62.不同路径63.不同路径 II96.不同的二叉搜索树1259.不相交的握手 (卢卡斯定理求大组合数模质数)

8、递推型 DP

70.爬楼梯509.斐波那契数576. 出界的路径数688. “马”在棋盘上的概率935.骑士拨号器957.N 天后的牢房1137.第 N 个泰波那契数

9、概率型 DP

求概率,求数学期望808.分汤837.新21点

10、博弈型 DP

策梅洛定理,SG 定理,minimax

翻转游戏293.翻转游戏294.翻转游戏 II

Nim游戏292.Nim 游戏

石子游戏877.石子游戏1140.石子游戏 II

井字游戏348.判定井字棋胜负794.有效的井字游戏1275.找出井字棋的获胜者

11、记忆化搜索

本质是 dfs + 记忆化,用在状态的转移方向不确定的情况329.矩阵中的最长递增路径576.出界的路径数

详见原文:

https://blog.csdn.net/pl0321/article/details/115507286

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