动态规划中的买书问题分析

来源:互联网 发布:彩虹六号数据统计 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 03:58

题目来源:http://www.cnblogs.com/SDJL/category/154361.html

有一书店引进了一套书,共有3卷,每卷书定价是60元,书店为了搞促销,推出一个活动,活动如下:

如果单独购买其中一卷,那么可以打9.5折。

如果同时购买两卷不同的,那么可以打9折。

如果同时购买三卷不同的,那么可以打8.5折。

如果小明希望购买第1卷x本,第2卷y本,第3卷z本,那么至少需要多少钱呢?(x、y、z为三个已知整数)。

当然,这道题完全可以不用动态规划来解,但是现在我们是要学习动态规划,因此请想想如何用动态规划来做?

答案:

1、过程为一次一次的购买,每一次购买也许只买一本(这有三种方案),或者买两本(这也有三种方案),或者三本一起买(这有一种方案),最后直到买完所有需要的书。

2、最后一步我必然会在7种购买方案中选择一种,因此我要在7种购买方案中选择一个最佳情况。

3、子问题是,我选择了某个方案后,如何使得购买剩余的书能用最少的钱?并且这个选择不会使得剩余的书为负数。母问题和子问题都是给定三卷书的购买量,求最少需要用的钱,所以有“子问题重叠”,问题中三个购买量设置为参数,分别为i、j、k。

4、的确符合。

5、边界是一次购买就可以买完所有的书,处理方式请读者自己考虑。

6、每次选择最多有7种方案,并且不会同时实施其中多种,因此方案的选择互不影响,所以有“子问题独立”。

7、我可以用minMoney[i][j][k]来保存购买第1卷i本,第2卷j本,第3卷k本时所需的最少金钱。

8、共有x * y * z个问题,每个问题面对7种选择,时间为:O( x * y *z * 7) = O( x * y* z )。

9、用函数MinMoney(i,j,k)来表示购买第1卷i本,第2卷j本,第3卷k本时所需的最少金钱,那么有:

MinMoney(i,j,k)=min(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7),其中s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7分别为对应的7种方案使用的最少金钱:

s1 = 60 * 0.95 + MinMoney(i-1,j,k)

s2 = 60 * 0.95 + MinMoney(i,j-1,k)

s3 = 60 * 0.95 + MinMoney(i,j,k-1)

s4 = (60 + 60) * 0.9 + MinMoney(i-1,j-1,k)

s5 = (60 + 60) * 0.9 + MinMoney(i-1,j,k-1)

s6 = (60 + 60) * 0.9 + MinMoney(i,j-1,k-1)

s7 = (60 + 60 + 60) * 0.85 +MinMoney(i-1,j-1,k-1)

 

分析:

我在看完金矿问题的分析之后,对动态规划有了一个比较清晰的认识了,但是在看到这道练习题以及其答案分析之后,不知道什么意思,不知道是我太笨还是怎么回事,让我想了将近半个小时才想明白,现将我的心得体会陈述如下:

在一开始我看到这个题的时候我就想,小明希望购买第1卷x本,第2卷y本,第3卷z本,这样的话他就购买了一套书的三册了。按理说这批书就应该可以打8.5折,但是这样就没有动态规划的用武之地了。最后我又好好的想了想,其实店家打折的种类条件不是按照你这批书总的种类来分的,而是按照该批书能组合成多少套来分的,其打折条件是对每一套书来说的,不是对总的种类。比如:小明要购买第1卷1本,第2卷2本,第3卷3本,在不考虑用钱最少的情况下,店家会这样计算书钱,第1卷1本,第2卷1本,第3卷1本这个组合能组合成一套书,满足打折条件3。剩下第2卷1本,第3卷2本,可以组合成第2卷1本,第3卷1本,满足打折条件2。最后剩一本第3卷,这样就只满足打折条件3。

本问题之所以要用动态规划分析如下:


从示意图中可以看出:

(1)  母问题A为给定总的买书量,我们要确定买这些书的最少花钱数,将这个母问题A分解为7个子问题,1…7,分别表示在买相应卷的情况下剩下部分所需的最少钱数。

(2)   当考虑子问题1时,其过程跟考虑母问题A是一样的,这就是“子问题重叠”而且个子问题是相互独立的,所以满足“子问题独立”。

(3)  在每一个子问题中选择min组合,所以满足“子问题最优”。

(4)  边界就是把子问题划分到最后所得到的形式,该形式为属于“第1卷1本,第2卷1本,第3卷1本 ”这三种组合的某个可能组合,总共的组合数为(C31+C32+C33)。

(5)  以下跟作者雷同:

(6)  我可以用minMoney[i][j][k]来保存购买第1卷i本,第2卷j本,第3卷k本时所需的最少金钱。

(7)  8、共有x * y * z个问题,每个问题面对7种选择,时间为:O( x * y *z * 7) = O( x * y* z )。

(8)  用函数MinMoney(i,j,k)来表示购买第1卷i本,第2卷j本,第3卷k本时所需的最少金钱,那么有:

(9)  MinMoney(i,j,k)=min(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7),其中s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7分别为对应的7种方案使用的最少金钱:

s1 = 60 * 0.95 + MinMoney(i-1,j,k)

s2 = 60 * 0.95 + MinMoney(i,j-1,k)

s3 = 60 * 0.95 + MinMoney(i,j,k-1)

s4 = (60 + 60) * 0.9 + MinMoney(i-1,j-1,k)

s5 = (60 + 60) * 0.9 + MinMoney(i-1,j,k-1)

s6 = (60 + 60) * 0.9 + MinMoney(i,j-1,k-1)

s7 = (60 + 60 + 60) * 0.85 +MinMoney(i-1,j-1,k-1)


实现程序如下:(未完待续)