区间DP

   日期:2020-05-21     浏览:87    评论:0    
核心提示:题目设有N堆石子排成一排,其编号为1,2,3,…,N1,2,3,…,N1,2,3,…,N。每堆石子有一定的质量,可以用一个整数来描述,现在要将这N堆石子合并成为一堆。每次只能合并相邻的两堆,合并的代价为这两堆石子的质量之和,合并后与这两堆石子相邻的石子将和新堆相邻,合并时由于选择的顺序不同,合并的总代价也不相同。例如有4堆石子分别为 1 3 5 2, 我们可以先合并1、2堆,代价为4,得到4 5 2, 又合并 1,2堆,代价为9,得到9 2 ,再合并得到11,总代价为 4+9+11=244+9+1

石子合并

设有N堆石子排成一排,其编号为 1 , 2 , 3 , … , N 1,2,3,…,N 123N
每堆石子有一定的质量,可以用一个整数来描述,现在要将这N堆石子合并成为一堆。
每次只能合并相邻的两堆,合并的代价为这两堆石子的质量之和,合并后与这两堆石子相邻的石子将和新堆相邻,合并时由于选择的顺序不同,合并的总代价也不相同。
例如有4堆石子分别为 1 3 5 2, 我们可以先合并1、2堆,代价为4,得到4 5 2, 又合并 1,2堆,代价为9,得到9 2 ,再合并得到11,总代价为 4 + 9 + 11 = 24 4+9+11=24 4+9+11=24
如果第二步是先合并2,3堆,则代价为7,得到4 7,最后一次合并代价为11,总代价为 4 + 7 + 11 = 22 4+7+11=22 4+7+11=22
问题是:找出一种合理的方法,使总的代价最小,输出最小代价。
输入格式
第一行一个数N表示石子的堆数N。
第二行N个数,表示每堆石子的质量(均不超过1000)。
输出格式
输出一个整数,表示最小代价。
数据范围
1 ≤ N ≤ 300 1≤N≤300 1N300
输入样例:

4
1 3 5 2

输出样例:

22

思路

最优解可以由所有子区间的最优解合并而来,集合 U c o n t a i n ( u 1 , u 2 , u 3 , u 4...... ) U contain (u1,u2,u3,u4......) Ucontain(u1,u2,u3,u4......),这符合DP的性质。
1:首先我们要确定该DP的阶段。
2:枚举枚举每个阶段中的子集。
3:推导动态转移方程。
4:注意边界条件。

  • DP的阶段性
    我们以区间长度为阶段的衡量,则DP的阶段就分为了 n 阶。
  • DP阶段中的子集
    枚举每个阶段的子集,获取子区间的最优解。
  • 推导动态转移方程
    既然是区间合并,那么枚举区间分界线即可,动态转移方程: d p [ i ] [ j ] = m i n ( d p [ i ] [ j ] , d p [ i ] [ k ] + d p [ k + 1 ] [ j ] + s u m [ j ] − s u m [ i ] ) dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[i][k]+dp[k+1][j]+sum[j]-sum[i]) dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[i][k]+dp[k+1][j]+sum[j]sum[i])
  • 注意边界条件
    如果不把边界条件修改好,那么第一步无法进行,整个DP的过程就无法进行。

参考代码:

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <cstring>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int inf = 1 << 30;
const int maxn = 2e5 + 5;
const int N = 1e3 + 5;
const int base = 131;
string s1 = "xxxll", s2 = "xxlxll";
int n, t, m;
char s[maxn];
int a[N], sum[N];
int dp[N][N];
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        cin >> a[i], sum[i] = sum[i - 1] + a[i];
    memset(dp, 0x3f3f3f, sizeof dp);
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        dp[i][i] = 0;
    for (int len = 2; len <= n; len++)
    {
        for (int i = 1; i + len - 1 <= n; i++)
        {
            int j = i + len - 1;
            for (int k = i; k < j; k++)
            {
                dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k + 1][j] + sum[j] - sum[i - 1]);
            }
        }
    }
    cout << dp[1][n] << endl;
}

括号配对

Hecy 又接了个新任务:BE 处理。
BE 中有一类被称为 GBE。
以下是 GBE 的定义:
空表达式是 GBE
如果表达式 A 是 GBE,则 [A] 与 (A) 都是 GBE
如果 A 与 B 都是 GBE,那么 AB 是 GBE
下面给出一个 BE,求至少添加多少字符能使这个 BE 成为 GBE。
注意:BE 是一个仅由(、)、[、]四种字符中的若干种构成的字符串。
输入格式
输入仅一行,为字符串 BE。
输出格式
输出仅一个整数,表示增加的最少字符数。
数据范围
对于所有输入字符串,其长度小于100。
输入样例:

[])

输出样例:

1

思路

求出区间中的最大括号配对数,用总数减去没有配对的,即是答案。
DP的推导过程和上面差不多,推导出动态方程即可,首先如果我么遇到匹配的,那么当前区间 d p [ i ] [ j ] = d p [ i + 1 ] [ j − 1 ] + 2 dp[i][j]=dp[i+1][j-1]+2 dp[i][j]=dp[i+1][j1]+2,然后枚举中间点,更新区间即可。

参考代码:

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <cstring>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int inf = 1 << 30;
const int maxn = 2e5 + 5;
const int N = 1e3 + 5;
const int base = 131;
string s1 = "xxxll", s2 = "xxlxll";
int n, t, m;
char s[maxn];
int a[N], sum[N];
int dp[N][N];
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    cin >> s + 1;
    int n = strlen(s + 1);
    for (int len = 2; len <= n; len++)
    {
        for (int i = 1; i + len - 1 <= n; i++)
        {
            int j = i + len - 1;
            if ((s[i] == '(' && s[j] == ')') || (s[i] == '[' && s[j] == ']'))
                dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
            for (int k = i; k < j; k++)
            {
                dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k + 1][j]);
            }
        }
    }
    cout<<n-dp[1][n]<<endl;
}
 
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