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python實現(xiàn)動態(tài)規(guī)劃算法的示例代碼_python

作者:范枝洲 ? 更新時間: 2023-05-16 編程語言

動態(tài)規(guī)劃(Dynamic Programming,DP)是一種常用的算法思想,通常用于解決具有重疊子問題和最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的問題。動態(tài)規(guī)劃算法通常是將問題分解為子問題,先解決子問題,再由子問題的解推導(dǎo)出原問題的解。

動態(tài)規(guī)劃算法的基本步驟如下:

  • 確定狀態(tài):定義狀態(tài)變量,表示問題的子問題和解。
  • 確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:描述子問題的解和原問題的解之間的關(guān)系。
  • 確定初始狀態(tài):狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程需要用到的最小子問題的解。
  • 確定計算順序:根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,確定子問題的計算順序。
  • 計算問題的解:按照計算順序,依次計算子問題的解,最終得到原問題的解。

下面以求解斐波那契數(shù)列為例,解釋動態(tài)規(guī)劃算法的應(yīng)用。

斐波那契數(shù)列是一個遞歸定義的數(shù)列,第 n 項為前兩項之和,即:

f(n) = f(n-1) + f(n-2), n >= 2

初始值為:

f(0) = 0, f(1) = 1

可以使用動態(tài)規(guī)劃算法計算斐波那契數(shù)列,以下是一個使用動態(tài)規(guī)劃算法的 Python 實現(xiàn):

def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    else:
        dp = [0] * (n+1)
        dp[0], dp[1] = 0, 1
        for i in range(2, n+1):
            dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
        return dp[n]

這個實現(xiàn)中,我們定義了狀態(tài)變量 dp,表示斐波那契數(shù)列的前 n 項。初始狀態(tài)為 dp[0] = 0 和 dp[1] = 1。然后我們通過循環(huán)計算每一項的值,直到得到第 n 項的值。

使用動態(tài)規(guī)劃算法計算斐波那契數(shù)列的時間復(fù)雜度為 O(n),因為我們需要計算前 n 項的值。使用動態(tài)規(guī)劃算法,可以大大降低計算斐波那契數(shù)列的時間復(fù)雜度,避免重復(fù)計算。

可以直接調(diào)用 fibonacci 函數(shù)來計算斐波那契數(shù)列的第 n 項。例如,計算斐波那契數(shù)列的第 10 項,可以這樣調(diào)用:

print(fibonacci(10))  # 輸出 55

原文鏈接:https://blog.csdn.net/weixin_39972353/article/details/129050294

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