数据结构与算法之动态规划 动态规划笔试经典 边界条件 / 特殊数据 问题

数据结构与算法阿木 发布于 8 天前 1 次阅读


摘要:动态规划是解决复杂问题的一种有效方法,尤其在笔试和面试中经常出现。本文将围绕动态规划笔试经典问题,分析边界条件和特殊数据,并通过代码实现来展示如何解决这些问题。

一、

动态规划(Dynamic Programming,DP)是一种在数学、管理科学、计算机科学、经济学和生物信息学等领域中使用的,通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式求解复杂问题的方法。在笔试和面试中,动态规划问题往往涉及边界条件和特殊数据,需要我们仔细分析并正确处理。

二、动态规划经典问题分析

1. 斐波那契数列

斐波那契数列是动态规划的经典问题之一,其递推关系为:F(n) = F(n-1) + F(n-2),其中F(0) = 0,F(1) = 1。

边界条件:F(0) = 0,F(1) = 1。

特殊数据:斐波那契数列的前两项为0和1。

代码实现:

python

def fibonacci(n):


if n <= 0:


return 0


elif n == 1:


return 1


else:


dp = [0] (n + 1)


dp[1] = 1


for i in range(2, n + 1):


dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]


return dp[n]

测试


print(fibonacci(10)) 输出:55


2. 最长公共子序列

给定两个字符串,找出它们的最长公共子序列。

边界条件:两个字符串至少有一个字符。

特殊数据:最长公共子序列可以为空。

代码实现:

python

def longest_common_subsequence(str1, str2):


m, n = len(str1), len(str2)


dp = [[0] (n + 1) for _ in range(m + 1)]


for i in range(1, m + 1):


for j in range(1, n + 1):


if str1[i - 1] == str2[j - 1]:


dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1


else:


dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1])


return dp[m][n]

测试


print(longest_common_subsequence("abcde", "ace")) 输出:3


3. 最长递增子序列

给定一个无序数组,找出其最长递增子序列的长度。

边界条件:数组至少有一个元素。

特殊数据:最长递增子序列可以为空。

代码实现:

python

def longest_increasing_subsequence(nums):


if not nums:


return 0


dp = [1] len(nums)


for i in range(1, len(nums)):


for j in range(i):


if nums[i] > nums[j]:


dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1)


return max(dp)

测试


print(longest_increasing_subsequence([10, 9, 2, 5, 3, 7, 101, 18])) 输出:4


三、总结

本文针对动态规划笔试经典问题,分析了边界条件和特殊数据,并通过代码实现展示了如何解决这些问题。在实际应用中,我们需要根据具体问题选择合适的动态规划方法,并注意处理边界条件和特殊数据,以提高代码的鲁棒性。

在学习和应用动态规划的过程中,我们要不断积累经验,提高自己的编程能力,为未来的笔试和面试做好准备。