动态规划入门和应用示例.pdf
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2024-05-15
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动态规划入门和应用示例
前言
动态规划（Dynamic Programming，DP）是运筹学的一个分支，是求解决策过程最优化的数学方法。
它主要用于解决一类具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。通过把原问题分解为相对简单的子问题
的方式，动态规划可以求得复杂问题的最优解。
动态规划的基本思想是将一个复杂的问题分解为若干个相对简单的子问题，通过求解这些子问题，并将
它们的解存储起来，以便在求解更大的问题时能够重复利用这些解，从而避免大量的重复计算，提高算
法的效率。
以下是动态规划入门的几个关键要点：
1. 核心思想：
动态规划的核心思想是利用过去的数据解决现在的问题。通过分解原问题为相互重叠的子问题，并
解决这些子问题来得到原问题的解。
动态规划的关键在于“状态”和“状态转移方程”。状态表示问题的某个阶段，而状态转移方程描述了
从一个状态转移到另一个状态的规则。
2. 基本步骤：
定义状态：明确问题中的状态，即子问题的表示方式。
状态转移方程：建立状态之间的关系，即如何从当前状态转移到下一个状态。
初始化：为状态的初始值设定合理的默认值。
计算顺序：按照某种顺序（通常是自底向上或自左向右）计算所有状态的值。
返回值：返回最终状态的值作为问题的解。
3. 应用实例：
斐波那契数列：经典的动态规划问题，可以通过存储已计算的斐波那契数来避免重复计算。
背包问题：给定一组物品和背包容量，如何选择物品使得背包内物品的总价值最大。
最短路径问题：在图论中，求从一个顶点到另一个顶点的最短路径。
股票买卖问题：计算在给定的股票价格序列中，通过买入和卖出股票能够获得的最大利润。
4. 实践建议：
从简单的问题开始，逐步增加难度，逐步熟悉和掌握动态规划的思想和方法。
多做练习，尤其是经典问题的练习，有助于深入理解动态规划的应用和技巧。
结合实际问题，思考如何将其转化为动态规划问题，并设计合适的状态和状态转移方程。
总之，动态规划是一种强大而灵活的数学工具，适用于求解各种优化问题。通过不断学习和实践，你可
以逐渐掌握这一技术并应用于实际问题中。
斐波那契数列
斐波那契数列是一个常见的动态规划问题，其定义为：每个数是前两个数之和，序列的开始两个数是0和
1。例如，斐波那契数列的前几个数是：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...
在C++中，我们可以使用动态规划来高效地计算斐波那契数列中的数。下面是一个简单的C++代码示例，
它使用动态规划来计算第n个斐波那契数：
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