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女朋友问什么是动态规划,应该怎么回答?

前言

当我在看动态规划的文章时候,我女朋友凑个头过来问:啥是动态规划? 我如果直接说:“动态规划(dynamic programming)是一种分阶段求解策略问题的数学思想。它有三个概念:
  • 最优子结构
  • 边界
  • 状态转移公式
估计今晚又得跪键盘。我想了想之后跟她说:走吧,我带你去喝奶茶吧。
“You know, I couldn’t do it. I couldn’t reduce it to the freshman level. That means we really don’t understand it.” --费曼
‘你好,两杯波霸奶茶谢谢’。我对服务员说道,之后我们就找了个座位坐下了。

吃珍珠

女朋友:“快说,动态规划是什么。这跟奶茶有什么关系?”
我:“别急,我先问你一个问题:如果一杯奶茶有10颗珍珠,每吸一次只能吸一颗或者两颗。那么一共有多少种吸法?”
问题:如果一杯奶茶有10颗珍珠,每吸一次只能吸一颗或者两颗。那么一共有多少种吸法?”
女朋友:呃,我想想。如果每次吸一颗,那就是1+1+1+1+1+1+1+1+1+1=10,如果每次吸两颗:2+2+2+2+2=10...我想不出了,投降”
如果每次吸一颗,那就是1+1+1+1+1+1+1+1+1+1=10
如果每次吸两颗:2+2+2+2+2=10
我:“好吧,这样,我换个问法:假设你只差一次就吸到第10颗了,那么这个时候会出现几种情况?”
女朋友:“em~~,阿!两种:因为一次只能吸一颗或者两颗嘛,所以第一种是第9颗到第10颗,第二种是第8颗到10颗”
我:“真聪明,我们先不管怎么从第0颗吸到第8颗,也不管从第0颗怎么吸到第9颗。如果要吸到第10颗,那必定是从第8颗或第9颗开始”
女朋友:“嗯嗯”
我:“接下来我们就抽象一点。如果已知从第0颗到第8颗有x种方法,从第0颗到第9颗有y种方法。那么从第0颗到第10颗有多少种方法呢”
女朋友:“我知道,是x+y种方法”
我:“对的。我们稍稍用点数学的方法表示:f(10)表示从第0颗到第10颗的方法,f(9)表示从第0到第9的方法,f(8)...”
女朋友:“我知道f(8)表示从第0颗到第8颗”
我:“哇,现在都学会抢答了。所以我们可以得出f(10)=f(9)+f(8)。 新问题出现了:如何计算f(9)和f(8)呢?”
女朋友:“我知道,f(9)=f(8)+f(7), f(8)=f(7)+f(6)”
f(9)=f(8)+f(7), f(8)=f(7)+f(6)
我:“没错,这就是动态规划的思想:将一个问题拆成几个子问题,分别求解这些子问题,即可推断出大问题的解。”
我:“但是呢,当只有一颗或者两颗的时候运用这个公式是错的。因为这两个是已知条件。由此可以得出结论”
f(1) = 1;
f(2) = 2;
f(n) = f(n-1) + f(n-2); n>2
女朋友:“哇塞,厉害了”
“你好,你们的奶茶到了”,服务员把奶茶送过来了,时间刚刚好。

对程序员来说

当然上面所说的只能很浅显的知识。而且也不是真正意义上的动态规划。
1、递归求解
function getClimbingWay(n) {
  if (n<1) return 0;
  if (n === 1) return 1;
  if (n === 2) return 2;
  return getClimbingWay(n-1) + getClimbingWay(n-2)
}
// 时间复杂度为:O(2**N)

因为从公式可以得出f(3) = f(2) + f(1), f(4) = f(3) + f(2)。所以在每次迭代中只要保留之前的两个状态即可,就可以推导最新的状态。

2、动态规划
function getClimbingWay(n, map) {
  if (n<1) return 0;
  if (n === 1) return 1;
  if (n === 2) return 2;
  let pre = 1, pre2 = 2, res = 0
  for (let i=3; i<=n; i++) {
    res = pre + pre2;
    pre = pre2;
    pre2 = temp;
  } 
  return temp
}
// 程序从i=3开始迭代,一直到i=n结束。每一次迭代,都会计算出多一级台阶的走法数量。迭代过程中只需保留两个临时变量a和b,分别代表了上一次和上上次迭代的结果。
 
作者:zhangwinwin
链接:女朋友问什么是动态规划,应该怎么回答?
来源:github
posted @ 2020-09-25 11:43  学致私教  阅读(260)  评论(0编辑  收藏  举报