首页 > 代码库 > 滚动数组 (定义和用法)

滚动数组 (定义和用法)

滚动数组的作用在于优化空间,主要应用在递推或动态规划中(如01背包问题)。因为DP题目是一个自底向上的扩展过程,我们常常需要用到的是连续的解,前面的解往往可以舍去。所以用滚动数组优化是很有效的。利用滚动数组的话在N很大的情况下可以达到压缩存储的作用。

一个简单的例子:

斐波那契数列:

一般代码:

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
int Fib[25];

int fib(int n)
{
	Fib[0] = 0;
	Fib[1] = 1;
	Fib[2] = 1;
	for(int i = 3; i <= n; ++i)
		Fib[i] = Fib[i - 1] + Fib[i - 2];
	return Fib[n];
}

int main()
{
	int ncase, n, ans;
	scanf("%d", &ncase);
	while(ncase--)
	{
		scanf("%d", &n);
		ans = fib(n);
		printf("%d\n", ans);
	}
	return 0;
}

利用滚动数组优化后代码为:

 
#include<cstdio>
using namespace std;
int Fib[3];

int fib(int n)
{
	Fib[1] = 0; 
	Fib[2] = 1;
	for(int i = 2; i <= n; ++i)
	{
		Fib[0] = Fib[1];     /*巧妙的利用求解Fib[n]只用到Fib[n-1]和Fib[n-2],
                                       因而Fib[n-2]之后的空间就没有在利用价值,
                                      从而空间最小可以开到Fib[3],将Fib[n]的数覆盖到Fib[n-1]上,
                                      将Fib[n-1]的数覆盖到Fib[n-2]上,从而节约空间
                                    */
		Fib[1] = Fib[2];
		Fib[2] = Fib[0] + Fib[1];
	}
	return Fib[2];
}

int main()
{
	int ncase, n, ans;
	scanf("%d", &ncase);
	while(ncase--)
	{
		scanf("%d", &n);
		ans = fib(n);
		printf("%d\n", ans);
	}
	return 0;
}        
滚动数组实际是一种节省空间的办法,时间上没啥优势,多用于DP中,举个例子:

一个DP,平常如果需要1000×1000的空间,其实根据DP的无后效性,可以开成2×1000,然后通过滚动,获得和1000×1000一样的效果。滚动数组常用于DP之中,在DP过程中,我们在由一个状态转向另一个状态时,很可能之前存储的某些状态信息就已经无用了,例如在01背包问题中,从理解角度讲我们应开DP[i][j]的二维数组,第一维我们存处理到第几个物品,也就是阶段了,第二维存储容量,但是我们获得DP[i],只需使用DP[i - 1]的信息,DP[i - k],k>1都成了无用空间,因此我们可以将数组开成一维就行,迭代更新数组中内容,滚动数组也是这个原理,目的也一样,不过这时候的问题常常是不可能缩成一维的了,比如一个DP[i][j]需要由DP[i - 1 ][k],DP[i - 2][k]决定,i<n,0<k<=10;n <= 100000000;显然缩不成一维,正常我们应该开一个DP[100000005][11]的数组,结果很明显,超内存,其实我们只要开DP[3][11]就够了DP[i%3][j]由DP[(i - 1)%3][k]和DP[(i - 2)%3][k]决定,空间复杂度差别巨大。


练习:POJ1159  Palindrome :click here

           NYOJ 860 又见01背包 click here

滚动数组 (定义和用法)