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0/1背包的非递归动态规划算法
上次记录了,0/1背包问题动态规划的递归实现,下面记录一下也是动态规划的非递归实现。主要是对f函数结果的记录,使得不用像递归中的重复计算。
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define max(a,b) (a)>(b)?(a):(b) #define min(a,b) (a)<(b)?(a):(b) #define N 3 #define C 116 int p[N+1]; int w[N+1]; int f[N+1][C+1]; int x[N+1]; void bag(){ int y,ymax,i; ymax=min(w[N]-1,C); for(y=0;y<ymax;y++) f[N][y]=0; for(y=w[N];y<C;y++) f[N][y]=p[N]; for(i=N-1;i>1;i--){ ymax=min(w[i]-1,C); for(y=0;y<ymax;y++) f[i][y]=f[i+1][y]; for(y=w[N];y<C;y++) f[i][y]=max(f[i+1][y],f[i+1][y-w[i]]+p[i]); } f[1][C]=f[2][C]; if(C>w[1]) f[1][C]=max(f[2][C],f[2][C-w[1]]+p[1]); } void traceback(){ int i,c; c=C; for(i=1;i<N;i++) if(f[i][c]==f[i+1][c]) x[i]=0; else{ x[i]=1; c-=w[i]; } x[N]=(f[1][C])?1:0; } int main(){ w[1]=100; w[2]=14; w[3]=10; p[1]=20; p[2]=18; p[3]=15; bag(); printf("the max :%d\n",f[1][C]); traceback(); int i; for(i=1;i<=N;i++) printf("%d ",x[i]); printf("\n"); return 0; }
时间复杂度:bag是:O(nc)。如果c很大,则时间要比递归的长。
0/1背包问题
问题:背包容量c,从n个物品中选取装入背包,每个物品i的重量为wi,价值pi。在背包中物品不超过c的条件下,求装入背包中的。
分析:采用动态规划算法,假设f(i , y):表示背包剩余容量为y,剩余物品为i,i+1,。。。,n。则状态转移方程为:
f(i , y)=max{f(i+1 ,y) , f(i+1 ,y-wi)+pi} if y>=wi;
f(i , y)=f(i+1 , y) if y<wi;
代码如下:
#include<stdio.h> #define N 3 int w[N+1]; int p[N+1]; int max(int x ,int y){ return (x>y)?x:y; } int maxf(int i,int y){ if(i==N) return (y>=w[N])?p[N]:0; if(y<w[i]) return maxf(i+1,y); else return max(maxf(i+1,y),maxf(i+1,y-w[i])+p[i]); } int main(){ int c; c=116; w[1]=100; w[2]=14; w[3]=10; p[1]=20; p[2]=18; p[3]=15; printf("the max :%d\n",maxf(1,c)); return 0; }
时间复杂度:O()。
由于使用了递归,空间复杂度也很大。
子数组的最大和
#include<stdio.h> int maxsubarr(int a[],int n){ int i,cur,max; cur=0; max=0; for(i=0;i<n;i++){ cur+=a[i]; if(cur>max) max=cur; if(cur<0) cur=0; } return max; } int main(){ int a[]={-1,0,-2,1,2,3,4,-2,3,4,-1,2,4}; int n=sizeof a/sizeof a[0]; printf("the maxsum of the sub:%d\n",maxsubarr(a,n)); return 0; }
有限自动机(DFA)分析
DFA可以用状态表来形象的表示,如下:
(图摘自http://www.javaeye.com/topic/336577,文章讲述了如何利用dfa来进行文字过滤)
它有点和边构成,其中点成为状态;边称为转移。状态中两种状态较为特殊:初始状态(s)和接受状态(Q)。
DFA精确定义:
DFA是一个 (Q,Σ ,§, q0,F) 构成的五元组,其中:
1.Q是有限状态集合。2.Σ 是有限字符集合。3.§是(Q,Σ )—>Q的转移函数。4。q0是初始状态。5.F是接受状态集合。
注:能被确定有限状态自动机识别的语言是正则语言。
DFA运算的精确定义:
设M= (Q,Σ ,§, q0,F)是一个DFA,w=w1w2w3...wn是一个language.那么,如果存在状态序列r0r1r2...rn,且满足以下三个条件:
(1)r0=q0;(2)§(ri , wi )=r(i+1) ,i=0,1,2,3,...,n (3) rn=F。
则称M接受w。
如何设计自动机:
设计自动机应该是极富创造力的工作,但是还是应该掌握一些构造的技巧:
(1)当你读字符串时,搞清楚应该记住关于字符串的什么信息。提取一些关键信息,确定可能性,得出状态集Q。
(2)通过转移来得到状态序列。
(3)确定初始、接受状态。
当然,以上只是简单的描述。
如何来描述DFA呢?
使用什么样的数据结构来描述DFA呢?
(1)根据状态图,当然可以使用矩阵来表示。
(2)也可以用Trie树来表示。可以,使用DAT。