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【算法设计与分析基础】20、动态规划-硬币搜集问题
题目:
在n*m格木板中放有一些硬币,每格的硬币数目最多为一个。在木板左上方的一个机器人需要搜集
尽可能多的硬币并把他们带到右下方的单元格,每一步,机器人可以从当前的位置向右移动一格
或者向下移动一格,当机器人遇到一个有硬币的单元格的时,就会将这枚硬币搜集起来
解题:
硬币收集的时候,我们 从结果状态开始看,当搜集当前硬币的时候,只有两种方式,从上往下搜集,或者从左向右搜集
也就是当前f[i,j] = max{f[i, j - 1], f[i - 1, j]},初始化第一行和第一列,从第二行和列开始遍历
就可以动态规划所有的中间状态,最后获取最后的位置的地方的和,即便是搜集到的最大的和,并且过程的路径可以根据动态规划中间数组输出
package cn.xf.algorithm.ch08DynamicProgramming;import java.util.ArrayDeque;import java.util.Deque;import org.junit.Test;import cn.xf.algorithm.ch08DynamicProgramming.vo.CompareIndexVo;import cn.xf.algorithm.ch08DynamicProgramming.vo.ResultVo;/** * 硬币搜集问题 * * 在n*m格木板中放有一些硬币,每格的硬币数目最多为一个。在木板左上方的一个机器人需要搜集 * 尽可能多的硬币并把他们带到右下方的单元格,每一步,机器人可以从当前的位置向右移动一格 * 或者向下移动一格,当机器人遇到一个有硬币的单元格的时,就会将这枚硬币搜集起来 * * . * * @版权:福富软件 版权所有 (c) 2017 * @author xiaof * @version Revision 1.0.0 * @see: * @创建日期:2017年8月4日 * @功能说明: * */public class CollectCoins { //硬币收集的时候,我们 从结果状态开始看,当搜集当前硬币的时候,只有两种方式,从上往下搜集,或者从左向右搜集 //也就是当前f[i,j] = max{f[i, j - 1], f[i - 1, j]},初始化第一行和第一列,从第二行和列开始遍历 //就可以动态规划所有的中间状态,最后获取最后的位置的地方的和,即便是搜集到的最大的和,并且过程的路径可以输出 public ResultVo robotCoinCollection(int coins[][]) { if(coins == null || coins.length <= 0 || coins[0].length <= 0) { return null; }// Deque deque = new ArrayDeque(); //创建存储硬币动态规划数组 int allRows = coins.length; int allColumns = coins[0].length; int resultF[][] = new int[allRows][allColumns]; //首先初始化,起始位置和第一行 resultF[0][0] = coins[0][0];// String curPath = "<0,0>";// deque.push(curPath); for(int j = 1; j < allColumns; ++j) { resultF[0][j] = resultF[0][j - 1] + coins[0][j]; } //双循环,遍历整个地图 for(int i = 1; i < allRows; ++i) { //顺路初始化每一行的第一个 resultF[i][0] = resultF[i - 1][0] + coins[i][0]; //遍历所有列 for(int j = 1; j < allColumns; ++j) { //选择路径比较大的进入队列 //当搜集当前硬币的时候,只有两种方式,从上往下搜集,或者从左向右搜集,那么就是把从上过来的和从右边过来的进行比较之后,选择硬币搜集比较大的位置为路径 CompareIndexVo compareIndexVo = getMax(resultF[i][j - 1], resultF[i - 1][j]); resultF[i][j] = compareIndexVo.getResult() + coins[i][j]; //路径设计// if(compareIndexVo.getIndex() == 1) {// //如果是第一个参数比较大// curPath = "<" + i +", " + (j - 1) + ">";// } else {// curPath = "<" + (i - 1) +", " + j + ">";// }// deque.push(curPath); } } ResultVo resultVo = new ResultVo(); resultVo.setResultF(resultF);// resultVo.setDeque(deque); return resultVo; } public static CompareIndexVo getMax(int a, int b) { CompareIndexVo vo = new CompareIndexVo(); if(a < b) { vo.setResult(b); vo.setIndex(2); } else { vo.setResult(a); vo.setIndex(1); } return vo; } @Test public void test1() { CollectCoins collectCoins = new CollectCoins(); int coins[][] = {{0,0,0,0,1,0},{0,1,0,1,0,0},{0,0,0,1,0,1},{0,0,1,0,0,1},{1,0,0,0,1,0}}; ResultVo resultVo = collectCoins.robotCoinCollection(coins); //输出路径,以及最大值 System.out.println("搜集到的最大硬币是:" + resultVo.getResultF()[coins.length - 1][coins[0].length - 1]); System.out.print("路径是:"); //循环从结果数组中查询出对应的路径 int curI = 0; int curJ = 0; int resultF[][] = resultVo.getResultF(); System.out.print("<0,0>"); while(curI < coins.length && curJ < coins[0].length) { //比较向下和向右的大小 int goDown; int goRight; int i,j; if(curI == coins.length -1) { //如果i极限 goDown = -1; } else { goDown = resultF[curI + 1][curJ]; } if(curJ == coins[0].length -1) { //如果i极限 goRight = -1; } else { goRight = resultF[curI][curJ + 1]; } //只能向右或向下走 !(goDown == -1 && goDown == -1) //两个同时到了末尾,就不用输出了 if(!(goDown == -1 && goDown == -1)) { if(goDown > goRight) { //向下走,如果是因为向右到头le System.out.print(" = <" + (curI + 1) + "," + curJ + ">"); curI += 1; } else { System.out.print(" = <" + (curI) + "," + (curJ + 1) + ">"); curJ += 1; } } else { //两个同时到头,跳出循环 break; } } } }
结果:
【算法设计与分析基础】20、动态规划-硬币搜集问题
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