《C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃》課件

《C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃》PPT課件動(dòng)態(tài)規(guī)劃概述C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃基礎(chǔ)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案案例分析實(shí)踐練習(xí)contents目錄01動(dòng)態(tài)規(guī)劃概述動(dòng)態(tài)規(guī)劃是一種通過(guò)將問(wèn)題分解為相互重疊的子問(wèn)題，并存儲(chǔ)子問(wèn)題的解以避免重復(fù)計(jì)算，從而提高問(wèn)題求解效率的方法。它是一種通過(guò)將原問(wèn)題分解為相互重疊的子問(wèn)題，并將子問(wèn)題的解存儲(chǔ)起來(lái)以備后續(xù)使用，從而避免重復(fù)計(jì)算，提高問(wèn)題求解效率的方法。在C語(yǔ)言中，動(dòng)態(tài)規(guī)劃可以通過(guò)數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)規(guī)劃的定義根據(jù)問(wèn)題的特性，動(dòng)態(tài)規(guī)劃可以分為確定型和概率型兩類。在C語(yǔ)言中，確定型動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題可以通過(guò)數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而概率型動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題則需要使用概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)知識(shí)。確定型動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題是指子問(wèn)題的解是確定的，而概率型動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題是指子問(wèn)題的解具有概率分布特性。動(dòng)態(tài)規(guī)劃的分類動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本思想01動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本思想是將原問(wèn)題分解為子問(wèn)題，并存儲(chǔ)子問(wèn)題的解以避免重復(fù)計(jì)算。02它通過(guò)將原問(wèn)題的解表示為子問(wèn)題的解的函數(shù)，將原問(wèn)題的求解過(guò)程轉(zhuǎn)化為對(duì)子問(wèn)題的求解和狀態(tài)轉(zhuǎn)移。03在C語(yǔ)言中，可以使用循環(huán)、遞歸等結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。02C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃基礎(chǔ)變量聲明在C語(yǔ)言中，動(dòng)態(tài)規(guī)劃需要使用到數(shù)組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此需要先聲明變量。初始化在開(kāi)始動(dòng)態(tài)規(guī)劃之前，需要對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化，通常為0或1。遞推關(guān)系動(dòng)態(tài)規(guī)劃的核心是遞推關(guān)系，需要根據(jù)問(wèn)題的特性建立遞推關(guān)系。邊界條件在遞推過(guò)程中，需要設(shè)定邊界條件，以確定遞推的終止條件。C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃的語(yǔ)法規(guī)則03返回值動(dòng)態(tài)規(guī)劃函數(shù)需要返回計(jì)算結(jié)果。01主程序在主程序中，需要先定義問(wèn)題規(guī)模，然后調(diào)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃函數(shù)。02動(dòng)態(tài)規(guī)劃函數(shù)根據(jù)問(wèn)題的特性，編寫(xiě)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃函數(shù)。C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃的程序結(jié)構(gòu)建立遞推關(guān)系根據(jù)問(wèn)題的特性，建立相應(yīng)的遞推關(guān)系，如斐波那契數(shù)列的遞推關(guān)系。測(cè)試代碼對(duì)編寫(xiě)的代碼進(jìn)行測(cè)試，確保其正確性和穩(wěn)定性。編寫(xiě)代碼根據(jù)語(yǔ)法規(guī)則、程序結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)，編寫(xiě)相應(yīng)的C語(yǔ)言代碼。確定問(wèn)題規(guī)模根據(jù)問(wèn)題的特性，確定問(wèn)題的規(guī)模，如0-1背包問(wèn)題中的物品數(shù)量和重量。C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法實(shí)現(xiàn)03常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案總結(jié)詞01數(shù)組越界是C語(yǔ)言中常見(jiàn)的錯(cuò)誤之一，會(huì)導(dǎo)致程序崩潰或未定義行為。詳細(xì)描述02當(dāng)數(shù)組索引超出其有效范圍時(shí)，就會(huì)發(fā)生數(shù)組越界。例如，如果一個(gè)數(shù)組有n個(gè)元素，索引范圍應(yīng)該是0到n-1。如果訪問(wèn)了如n、n+1等超出范圍的索引，就會(huì)發(fā)生數(shù)組越界。解決方案03在訪問(wèn)數(shù)組元素之前，應(yīng)確保索引在有效范圍內(nèi)。可以使用條件語(yǔ)句或循環(huán)來(lái)檢查索引是否越界。數(shù)組越界問(wèn)題數(shù)組越界問(wèn)題010203```cintarray[10];示例代碼數(shù)組越界問(wèn)題01intindex=10;02if(index<0||index>=10){printf("Indexoutofbounds!n");03}else{array[index]=some_value;數(shù)組越界問(wèn)題}```數(shù)組越界問(wèn)題內(nèi)存泄漏問(wèn)題內(nèi)存泄漏是指程序在申請(qǐng)內(nèi)存后未能正確釋放，導(dǎo)致內(nèi)存資源逐漸耗盡。詳細(xì)描述在C語(yǔ)言中，內(nèi)存泄漏通常發(fā)生在動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存（如使用malloc、calloc等函數(shù)）未被釋放時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的程序或頻繁分配和釋放內(nèi)存的程序容易出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。解決方案使用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)來(lái)釋放動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存，如free()函數(shù)。在釋放內(nèi)存后，應(yīng)將指針設(shè)置為NULL，以避免懸掛指針?？偨Y(jié)詞010203示例代碼```cint*ptr=malloc(sizeof(int));//分配內(nèi)存內(nèi)存泄漏問(wèn)題內(nèi)存泄漏問(wèn)題if(ptr==NULL){printf("Memoryallocationfailed!n");return1;內(nèi)存泄漏問(wèn)題內(nèi)存泄漏問(wèn)題}*ptr=some_value;//使用內(nèi)存free(ptr);//釋放內(nèi)存ptr=NULL;//將指針設(shè)置為NULL```內(nèi)存泄漏問(wèn)題010203總結(jié)詞遞歸調(diào)用是指函數(shù)直接或間接地調(diào)用自身來(lái)解決問(wèn)題。如果遞歸調(diào)用沒(méi)有正確的終止條件或遞歸深度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致棧溢出或運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。詳細(xì)描述在遞歸函數(shù)中，每次函數(shù)調(diào)用都會(huì)在棧上分配一定的空間來(lái)保存局部變量和返回地址。如果遞歸深度過(guò)大，超過(guò)了棧的大小限制，就會(huì)發(fā)生棧溢出。此外，如果沒(méi)有正確的終止條件，遞歸將無(wú)限進(jìn)行下去，導(dǎo)致程序崩潰。解決方案確保遞歸函數(shù)有正確的終止條件，并在遞歸深度較大時(shí)考慮使用迭代方法替代遞歸。同時(shí)，可以調(diào)整編譯器設(shè)置以增加棧大小限制。遞歸調(diào)用問(wèn)題遞歸調(diào)用問(wèn)題示例代碼02```c03intfactorial(intn){01if(n==0){//終止條件遞歸調(diào)用問(wèn)題03returnn*factorial(n-1);//遞歸調(diào)用01return1;02}else{遞歸調(diào)用問(wèn)題123}}```遞歸調(diào)用問(wèn)題04案例分析VS通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決0/1背包問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解。詳細(xì)描述0/1背包問(wèn)題是一個(gè)經(jīng)典的優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，可以將問(wèn)題分解為子問(wèn)題，并利用子問(wèn)題的最優(yōu)解來(lái)求解原問(wèn)題的最優(yōu)解。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以使用一維數(shù)組來(lái)保存子問(wèn)題的最優(yōu)解，以便在求解原問(wèn)題時(shí)能夠快速獲取子問(wèn)題的最優(yōu)解?？偨Y(jié)詞背包問(wèn)題通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決最長(zhǎng)公共子序列問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)最短路徑。最長(zhǎng)公共子序列問(wèn)題是一個(gè)尋找兩個(gè)序列中最長(zhǎng)公共子序列的問(wèn)題。通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，可以將問(wèn)題分解為子問(wèn)題，并利用子問(wèn)題的最優(yōu)解來(lái)求解原問(wèn)題的最優(yōu)解。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以使用二維數(shù)組來(lái)保存子問(wèn)題的最優(yōu)解，以便在求解原問(wèn)題時(shí)能夠快速獲取子問(wèn)題的最優(yōu)解?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述最長(zhǎng)公共子序列問(wèn)題總結(jié)詞通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決斐波那契數(shù)列問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述斐波那契數(shù)列是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)列，通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，可以將問(wèn)題分解為子問(wèn)題，并利用子問(wèn)題的最優(yōu)解來(lái)求解原問(wèn)題的最優(yōu)解。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以使用一維數(shù)組來(lái)保存子問(wèn)題的最優(yōu)解，以便在求解原問(wèn)題時(shí)能夠快速獲取子問(wèn)題的最優(yōu)解。同時(shí)，可以使用記憶化搜索來(lái)避免重復(fù)計(jì)算子問(wèn)題，提高算法的效率。斐波那契數(shù)列問(wèn)題05實(shí)踐練習(xí)練習(xí)一：求解最大子段和問(wèn)題通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決最大子段和問(wèn)題，理解動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本思想?？偨Y(jié)詞最大子段和問(wèn)題是指給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組，求出該數(shù)組中連續(xù)子數(shù)組的最大和。通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法，可以將問(wèn)題分解為更小的子問(wèn)題，并利用子問(wèn)題的解來(lái)求解原問(wèn)題。在練習(xí)中，學(xué)生需要編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，并理解算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。詳細(xì)描述總結(jié)詞通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決最長(zhǎng)回文子串問(wèn)題，提高對(duì)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用能力。詳細(xì)描述最長(zhǎng)回文子串問(wèn)題是指給定一個(gè)字符串，找出其中最長(zhǎng)的回文子串。動(dòng)態(tài)規(guī)劃是解決該問(wèn)題的有效方法之一。在練習(xí)中，學(xué)生需要編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，并理解如何利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決這類問(wèn)題。此外，學(xué)生還需要理解算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，以及如何優(yōu)化算法以提高效率。練習(xí)二：求解最長(zhǎng)回文子串問(wèn)題練習(xí)三：求解背包問(wèn)題總結(jié)詞：通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃解決0/1背包問(wèn)題，深入理解動(dòng)態(tài)規(guī)劃的原理和應(yīng)用。詳細(xì)描述：0/1背包問(wèn)題是一種經(jīng)典的優(yōu)化問(wèn)題，給定一組物品和一個(gè)容量有限的背包，每種物品有價(jià)值和重量?jī)蓚€(gè)屬性。問(wèn)題是如何選擇物