【例2】数塔问题(IOI1994)有形如图所示的数塔,从顶部出发,在每一结点可以选择向左走或是向右走,一起走到底层,要求找出一条路径,使路径上的值最大。
【解法一】(逆推法)
【算法分析】
①贪心法往往得不到最优解:本题若采用贪心法则:13-11-12-14-13,其和为63,但存在另一条路:13-8-26-15-24,其和为86。
贪心法问题所在:眼光短浅。
②动态规划求解:动态规划求解问题的过程归纳为:自顶向下的分析,自底向上计算。
其基本方法是:
划分阶段:按三角形的行,划分阶段,若有n行,则有n-1个阶段。
A.从根结点13出发,选取它的两个方向中的一条支路,当到倒数第二层时,每个结点其后继仅有两个结点,可以直接比较,选择最大值为前进方向,从而求得从根结点开始到底端的最大路径。
B.自底向上计算:(给出递推式和终止条件)
①从底层开始,本身数即为最大数;
②倒数第二层的计算,取决于底层的数据:12+6=18,13+14=27,24+15=39,24+8=32;
③倒数第三层的计算,取决于底二层计算的数据:27+12=39,39+7=46,39+26=65
④倒数第四层的计算,取决于底三层计算的数据:46+11=57,65+8=73
⑤最后的路径:13——8——26——15——24
C.数据结构及算法设计
①图形转化:直角三角形,便于搜索:向下、向右
②用三维数组表示数塔:a[x][y][1]表示行、列及结点本身数据,a[x][y][2]能够取得最大值,a[x][y][3]表示前进的方向——0向下,1向右;
③算法:
数组初始化,输入每个结点值及初始的最大路径、前进方向为0;
从倒数第二层开始向上一层求最大路径,共循环N-1次;
从顶向下,输出路径:究竟向下还是向右取决于列的值,若列的值比原先多1则向右,否则向下。
代码:
#include
using namespace std;
#include
int n,a[1002][1002][4];
#include
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;++i)
for(int j=1;j<=i;++j)
{
scanf("%d",&a[i][j][1]);
a[i][j][2]=a[i][j][1];//a[i][j][1]储存原数,a[i][j][2]储存这一行到最后一行的最大值
a[i][j][3]=0;
}
for(int i=n-1;i>=1;--i)
for(int j=1;j<=i;++j)
{
if(a[i+1][j][2]>a[i+1][j+1][2])
{
a[i][j][2]+=a[i+1][j][2];
a[i][j][3]=0;//a[i][j][3]用于记录下一行这一行的列数之差,用于输出路径
}
else {
a[i][j][2]+=a[i+1][j+1][2];
a[i][j][3]=1;
}
}
printf("max = %d\n",a[1][1][2]);
int y=1;
for(int i=1;i<=n-1;++i)
{
printf("%d->",a[i][y][1]);
y+=a[i][y][3];
}
printf("%d\n",a[n][y][1]);
return 0;
}