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区间动态规划是一种解决一些复杂问题的有效方法,其思路在于通过分解问题,将大问题转化为多个子问题,逐步求解。这里,我们将重点解释一种典型的区间动态规划问题,以及如何通过代码实现这一方法。
在区间动态规划中,我们通常定义一个二维数组 f[i][j]
,其中 f[i][j]
表示从位置 i
到位置 j
的某个问题的最优值。为了构建这个二维数组,我们需要通过逐步枚举区间的长度,并根据已解决的小问题构建大的问题来填充表格。
在本文中,区间动态规划的具体问题如下:
[0, m-1]
,其中每一个元素都有一个相关的值。需要注意的是,这里的区间动态规划并非从小到大填充本次表格,而是从大到小进行填充。具体来说,我们将区间从较大的长度逐渐缩小到较小的长度。
状态转移是区间动态规划的核心部分。对于 f[i][j]
,我们需要从较小的子区间中得到结果,并进行合并。对于一个区间 [i, j]
,其最优解可以来自于两种情况:
[i+1, j]
的最优解为起点:这相当于我们在 [i+1, j]
的解上加上从 i
到 j
的新元素。[i, j-1]
的最优解为起点:这相当于我们在 [i, j-1]
的解上加上当前最后一个元素。因此,状态转移方程可以表示为:
f[i][j] = max(f[i+1][j] + a[i] * M^{m-j+1}, f[i][j-1] + a[j] * M^{m-j+1})
其中,M
是一个基数,这里取值为 10^4
。
需要注意的是,状态转移的递归关系是从大区间逐渐推导到小区间的。因此,我们的枚举顺序应该是根据区间长度从长到短进行的。
为了更方便地实现区间动态规划,我们可以用类的方法来编写代码。通过封装数字类 node
,我们可以将大数运算和长度信息一起管理。
以下是一个实现示例:
#include#include #include using namespace std;#define REP(i, a, b) for(int i = (a); i < (b); i++)#define _for(i, a, b) for(int i = (a); i <= (b); i++)const int MAXN = 112;const int base = 10000;struct node { int len; int s[505]; node() { len = 0; } void print() { if (len == 0) return; printf("%d", s[len]); for (int i = len - 1; i >= 1; i--) { printf("%04d", s[i]); } }};node operator + (const node &a, const node &b) { node c; int len = c.len = a.len > b.len ? a.len : b.len; for (int i = 1; i <= len; i++) { c.s[i] += a.s[i] + b.s[i]; c.s[i+1] += c.s[i] / base; c.s[i] %= base; } if (c.s[len+1] > 0) c.len++; return c;}node operator * (const int a, const node &b) { node c; int len = c.len = b.len; for (int i = 1; i <= b.len; i++) { c.s[i] += b.s[i] * a; c.s[i+1] += c.s[i] / base; c.s[i] %= base; } while (c.s[len+1] > 0) { c.len++; c.s[len+1] += c.s[len] / base; c.s[len] %= base; } return c;}node max_node(const node &a, const node &b) { if (a.len > b.len) return a; if (a.len < b.len) return b; for (int i = a.len; i >= 1; i--) { if (a.s[i] > b.s[i]) return a; else if (a.s[i] < b.s[i]) return b; } return a;}int main() { node mi; mi.s[1] = 1; mi.len = 1; for (int i = 2; i <= 80; i++) { mi = mi * 2; } scanf("%d%d", &n, &m); node ans = 0; for (int k = 1; k <= n; k++) { node f[n+2][m+2]; for (int i = 1; i <= m; i++) { scanf("%d", &a[i]); } for (int i = 1; i <= m; i++) { for (int j = m; j >= i; j--) { if (i == j) { f[i][j] = max_node(f[i+1][j], f[i][j+1]) + a[i] * mi[m-j+i-1]; } else { f[i][j] = max_node(f[i+1][j] + a[i] * mi[m-j+i-1], f[i][j+1] + a[j+1] * mi[m-j+i-1]); } } } node max_t; for (int i = 1; i <= m; i++) { node current = f[i][i] + a[i] * mi[m]; max_t = max_node(max_t, current); } ans = ans + max_t; } ans.print(); return 0;}
区间动态规划的核心在于其状态转移方程和递归填充的策略。通过将问题分解为更小的子问题,并且结合动态规划的技巧,我们可以高效地解决一些看似复杂的问题。如果你正在处理类似的区间问题,记得仔细构建状态转移方程,并根据具体的数值特点选择合适的填充顺序和基数。通过持续优化代码结构和算法细节,你可以更好地应对更为复杂的挑战。
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