动态规划问题满足三大重要性质

最优子结构性质:如果问题的最优解所包含的子问题的解也是最优的,我们就称该问题具有最优子结构性质(即满足最优化原理)。最优子结构性质为动态规划算法解决问题提供了重要线索。

子问题重叠性质:子问题重叠性质是指在用递归算法自顶向下对问题进行求解时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题会被重复计算多次。动态规划算法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只计算一次,然后将其计算结果保存在一个表格中,当再次需要计算已经计算过的子问题时,只是在表格中简单地查看一下结果,从而获得较高的效率。

无后效性:将各阶段按照一定的次序排列好之后,对于某个给定的阶段状态,它以前各阶段的状态无法直接影响它未来的决策,而只能通过当前的这个状态。换句话说,每个状态都是过去历史的一个完整总结。这就是无后向性,又称为无后效性。

一、简单基础dp

这类dp主要是一些状态比较容易表示,转移方程比较好想,问题比较基本常见的。主要包括递推、背包、LIS(最长递增序列),LCS(最长公共子序列

二、区间dp

区间dp,一般是枚举区间,把区间分成左右两部分,然后求出左右区间再合并。

三、树形dp

树形dp是建立在树这种数据结构上的dp,一般状态比较好想,通过dfs维护从根到叶子或从叶子到根的状态转移。

四、数位dp

数位dp,主要用来解决统计满足某类特殊关系或有某些特点的区间内的数的个数,它是按位来进行计数统计的,可以保存子状态,速度较快。数位dp做多了后,套路基本上都差不多,关键把要保存的状态给抽象出来,保存下来。

五、概率(期望) dp

一般来说概率正着推,期望逆着推。有环的一般要用到高斯消元解方程。期望可以分解成多个子期望的加权和,权为子期望发生的概率,即 E(aA+bB+...) = aE(A) + bE(B) +...

六、状态压缩dp

这类问题有TSP、插头dp等。

七、数据结构优化的dp

有时尽管状态找好了,转移方程的想好了,但时间复杂度比较大,需要用数据结构进行优化。常见的优化有二进制优化、单调队列优化、斜率优化、四边形不等式优化等。