算法入门系列2-DP入门之DAG上的DP
算法入门系列二--DP入门之DAG上的DP引言:DAG:有向无环图。DAG是学习动态规划的基础,很多问题都可以直接转化
算法入门系列二--DP入门之DAG上的DP
引言:
DAG:有向无环图。
DAG是学习动态规划的基础,很多问题都可以直接转化为DAG上的最长路、最短路或路径计数问题。
两个经典的DAG模型,嵌套矩形和硬币问题,今天先写第一个嵌套矩形问题。
一、嵌套矩形第一个DAG模型:矩形嵌套问题描述有n个矩形,每个矩形可以用a,b来描述,表示长和宽。
矩形X(a,b)可以嵌套在矩形Y(c,d)中当且仅当a<c,b<d或者b<c,a<d(相当于旋转X90度)。
例如(1,5)可以嵌套在(6,2)内,但不能嵌套在(3,4)中。
你的任务是选出尽可能多的矩形排成一行,使得除最后一个外,每一个矩形都可以嵌套在下一个矩形内。
【分析】矩形间的“可嵌套”关系是一个典型的二元关系,二元关系可以用图来建模。如果矩形X可以嵌套在Y中,则就从X到Y连一条有向边。这个图是无环的,因为一个矩形无法直接或或间接的嵌套在自己的内部。也即是说这是以一个DAG。因此,我们就是在求DAG上的最长路径。
【问题】这个是一个没有确定的路径起点和终点(可以把任意的矩形放在任何位置)的DAG问题。如何求解,仿照上次的数字三角形(数塔)问题的求解,可以设d(i)表示从节点i出发的最长路的长度,如何写出状态转移方程呢?第一步只能走到他的相邻的节点,因此:
d(i)= max { d(j)+1 | i, j ∈E }其中,E为边集。最终答案是所有的d(i)中的最大值。因此可以用递推或者记忆化搜索计算。
二、解决步骤
第一步,建图。假如用邻接矩阵将矩形间的关系保存在矩阵G中。
第二步,编写记忆化搜索程序(调用前先初始化数组为0)。
第三步,按字典序输出最佳的方案三、实例实践假如有这样的五个矩形:输入的边长分别是:
矩形宽矩形长3546237466其DAG表示如下:
由图可知,最长路有3--1--2 和 3--1--4
按字典序之后只有 3--1--2具体的代码如下:(c语言实现DAG矩形嵌套问题)
附录:代码
未完待续。。。。下一个---DAG之硬币问题(固定终点的最短路问题)。