DP,即Dynamic Programming(动态规划),是一种在操作过程中,将问题划分成若干个子问题进行求解,使得每个子问题只求解一次,最终得到原问题的解。DP常常用于求解具有最优子结构性质的问题。
DP常用于求解最优化问题,如最长公共子序列、背包问题等。同时,在动态规划的应用中,会出现求解状态转移方程的问题,即问题的递推关系。而状态转移方程的求解也是DP的重点之一。
在编程的过程中,DP也被广泛应用,如LeetCode中许多题目都可以使用DP的思想来解决。DP的思想也可以用于解决计算机视觉领域中的很多问题,如图像识别、目标跟踪等。
DP有三个基本特点:最优子结构、重叠子问题、无后效性。
最优子结构指子问题的最优解可以为后续问题的最优解提供贡献。重叠子问题指在DP求解的过程中,子问题会重复出现,所以我们可以将其存储下来,减少重复计算。无后效性指后续的状态和决策只和当前的状态和决策有关,与过去的状态和决策无关。
DP的求解一般需要经过以下三个步骤:
1)定义状态:明确每个子问题中变化的变量,并定义状态表示方式。
2)设置状态转移方程:根据最优子结构性质,利用已知信息计算未知状态,得到DP求解的递推式。
3)确定DP的边界条件:确定递归出口和初始状态,保证DP求解过程的正确性。