数的划分

柿子饼同学

题目 : https://www.luogu.com.cn/problem/P1025
不理解为什么状态转移方程是(i代表数字, j代表划分的个数, f[i][j] 代表数字 i 划分成 j 个数字的和一共的方法数

1. if(i >= j) f[i][j] = f[i-1][j-1] + f[i-j][j];

复制代码

f[i-1][j-1] 我懂, 就是第一个是 1 , 后面剩下的数分 j-1 个位置
但是我自己算的时候感觉应该是 f[i-1][j-1]  + f[i-2][j-1] + ... + f[i-i/j][j-1]
这样才对 , 但是又有重复 , 求解为什么是上面的那个方程 , 怎么推的

编程追风梦

你是要程序代码还是要运算什么的

柿子饼同学

编程追风梦 发表于 2022-9-25 17:18
你是要程序代码还是要运算什么的

就是解释这个方程是怎么推出的

jhq999

不懂什么状态转移方程
这道题我的思路

n m
n-m+1         1 1....1(m-1个1）
n-m-1+1      2 1.....1(m-2 g个1)
n-m-2+1      3 1....1，           n-m-2+1 2 2 1.....1
n-m-3 +1     4 1....1 ,            n-m-3+1 3 2 1......1,      n-m-3+1 2 2 2 1....1 //就是后面只能小于等于前面
......
n-m-i+1        j 1..........1(m-j个1）
结束条件:n-m-i+1<j

7 3
5 1 1
4 2 1
3 3 1    3 2 2

编程追风梦

柿子饼同学 发表于 2022-9-25 17:32
就是解释这个方程是怎么推出的

好的，我试着解答一下

编程追风梦

其实你可以这样去想，用动态规划来思考


[b]什么是动态规划？[/b]

在递归的时候，我们可以通过不断地分解问题，将复杂的任务简化为最基本的小问题，比如基于递归实现的归并排序，排列，组合等。不过有时候，我们并不用处理所有可能的情况，只要找到满足条件的最优解就可以了，这种情况下，我们需要在各种可能的局部解中，找出那些可能达到最优的局部解，而放弃其他的局部解，这个寻找最优解的过程叫动态规划。

[b]怎么判断一个问题是否可以由动态规划来解决？[/b]

首先，如果一个问题有多种可能，看上去需要排列或者组合的思想，但是最终求的只是最优解，如最大值，最小值，最短子串，最长子串等，可以试试使用动态规划。

其实，状态转移方程是个关键。你可以用状态转移表来帮助自己理解整个过程。如果能找到准确的转移方程，那么离最终的代码实现也就不远了 。

这里说下什么是状态转移方程：从上一个状态到下一个状态之间可能存在一些变化，以及基于这些变化的最终决策结果。我们把这样的表达式称为状态转移方程。所有的动态规划算法中，状态转移是关键。

[b]来个例子[/b]

假如有 2 块，3 块，7 块面额的纸币，如何使用最小的纸币数量来凑成 100 块。

一般会优先想到这样的方法：优先使用大面额的，不够的话再用次大面额的，直到凑成 100 块。100 除以 7 = 14 余数为 2 ，正好再用一张 2 的面额就可以了，也就是说最低 15 张。这属于贪心算法，今天先不讲。

动态规划的解题思路：c(n) 表示凑成 n 元的最小纸币数量c(100) = c(93 +7） = c(93）+1c(100) = c(97 +3） = c(97）+1c(100) = c(98 + 2） = c(98）+1

如果分析到这里，你可能会想到递归是一种解决思路，没错，但递归从大到小的分解其实保留了每一步的结果，并没有舍弃非最优解，效率并不高。

接下来就是找 c(93），c(97）， c(98）哪个值最小，按照同样的方法，继续进行分解，直到 c(2) = 1，c(3) =1, c(4) = 2, c(5) = 2, c(6)=2, c(7)=1, c(8) = 3。这里可以推出状态转移方程：

状态转移方程

其中，c[i] 表示总额为 i 的时候，所需要的最少钱币数，其中 j=1,2,3,…,n，表示 n 种面额的钱币，value[j] 表示第 j 种钱币的面额。c[i - values(j)] 表示选择第 j 种钱币的时候，上一步为止最少的钱币数。需要注意的是，i - value(j) 需要大于等于 0，而且 c[0] = 0。

然后，从小到大，我们可以先在草纸上演算下，并验证状态转移方程

验证

接下来的事情就是将这种有规律的过程转化为源代码了，到这里其实已经没有难度了。

1. #encoding = utf-8
   
2. 
   
3. def count_dp(num):
   
4.     kinds = [2,3,7]
   
5.     ##循环使用tmp，降低内存占用
   
6.     tmp = [1,1,2,2,2,1,3]
   
7.     result = [[2],[3],[2,2],[2,3],[3,3],[7],[2,3,3]]
   
8.     if num <2:
   
9.         return
   
10.     elif 2 <= num <=8:
    
11.         return tmp[num-2],result[num-2]
    
12.     else:
    
13.         for i in range(9,num+1):
    
14.             values=[] #保留三个数据，取最小的那个
    
15.             for kind in kinds:
    
16.                 values.append( (tmp[(i-2-kind)%7] + 1, (i-2-kind)%7 , kind) )
    
17.             min_value = min(values) ##默认按第一个值比较，取最小的
    
18.             #print(min_value)
    
19.             tmp_result = result[min_value[1]].copy()
    
20.             #print(tmp_result)
    
21.             tmp_result.append(min_value[2])
    
22.             #print(tmp_result)
    
23. 
    
24.             ##循环保存在临时数组中
    
25.             tmp[(i-2)%7] = min_value[0]
    
26.             result[(i-2)%7].clear()
    
27.             result[(i-2)%7] = tmp_result.copy()
    
28.         return tmp[(num-2)%7],result[(num-2)%7]
    
29. 
    
30. 
    
31. def count_recursion(num):
    
32.     kinds = [2,3,7]
    
33.     ##循环使用tmp，降低内存占用
    
34.     tmp = [1,1,2,2,2,1,3]
    
35.     if num <2:
    
36.         return
    
37.     elif 2 <= num <=8:
    
38.         return tmp[num-2]
    
39.     else:
    
40.         ##采用递归方式
    
41.         values=[] #保留三个数据，取最小的那个
    
42.         for kind in kinds:
    
43.             values.append(count_recursion(num - kind))
    
44.         min_value = min(values)+1 ##默认按第一个值比较，取最小的
    
45.         return min_value
    
46. 
    
47. if __name__ == "__main__":
    
48.     for i in [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,100]:
    
49.         print(i,'->',count_dp(i))
    
50. 
    
51.     for i in [1,2,3,4,5,6,7,8,9,15,20]:
    
52.         print(i,'->',count_recursion(i))

复制代码

由于递归的方式特别慢，所以只让它运行到 20 。运行结果如下：

1. 1 -> None
   
2. 2 -> (1, [2])
   
3. 3 -> (1, [3])
   
4. 4 -> (2, [2, 2])
   
5. 5 -> (2, [2, 3])
   
6. 6 -> (2, [3, 3])
   
7. 7 -> (1, [7])
   
8. 8 -> (3, [2, 3, 3])
   
9. 9 -> (2, [2, 7])
   
10. 10 -> (2, [3, 7])
    
11. 100 -> (15, [2, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7])
    
12. 1 -> None
    
13. 2 -> 1
    
14. 3 -> 1
    
15. 4 -> 2
    
16. 5 -> 2
    
17. 6 -> 2
    
18. 7 -> 1
    
19. 8 -> 3
    
20. 9 -> 2
    
21. 15 -> 4
    
22. 20 -> 4

复制代码

注：本文转载自 https://cloud.tencent.com/developer/article/1758788  主题：动态规划-如何推导出状态转移方程