算法讲解|动态规划

什么是动态规划

动态规划过程是:每次决策都依赖于当前状态,又随即引起状态的转移。 一个具体的决策序列是根据不同状态变化得到的,这种决策过程就称为规划,这种多阶段的最优化策略解决问题的过程就称为动态规划。 ## 基本策略与适用情况

基本策略

基本思想与分治法类似,也是将待求解的问题分解为若干个子问题(阶段),按顺序求解子阶段,前一子问题的解,为后一子问题的求解提供了实用的信息。

适用情况

需要满足以下三个性质:

  • 最优化原理:假设问题的最优解所包括的子问题的解也是最优的,就称该问题具有最优子结构,即满足最优化原理。
  • 无后效性:即某阶段状态一旦确定。就不受这个状态以后决策的影响。也就是说,某状态仅仅与当前状态有关。
  • 重叠子问题:子问题之间是不独立的,一个子问题在下一阶段决策中可能被多次使用到,这也是它与分治算法最大的区别所在,分治法的子问题是相互独立的。

解题步骤

(1)分析最优解的性质。并刻画其结构特征。

(2)递归的定义最优解。

(3)以自底向上或自顶向下的记忆化方式(备忘录法)计算出最优值。

(4)依据计算最优值时得到的信息,构造问题的最优解。

例子演示

矩阵连乘积问题