动态规划(Dynamic Programming,简称DP)是解决力扣(LeetCode)上许多算法问题的重要工具。它通过将复杂问题分解为重叠的子问题,并存储这些子问题的解来避免重复计算,从而实现高效求解。以下是一些破解力扣动态规划难题的核心技巧与策略。

一、动态规划基本思想

  1. 优化子结构:动态规划适用于那些可以将问题分解为子问题的问题,且这些子问题的解可以用来构建原问题的解。
  2. 最优子结构:原问题的最优解可以由子问题的最优解组合而成。

二、动态规划解题步骤

  1. 定义状态:确定DP数组(或表)中的状态代表什么。状态通常是对问题的某一方面的描述。
  2. 确定状态转移方程:找出状态之间的关系,通常是用来从一个状态计算出另一个状态的公式或规则。
  3. 初始化状态:设置边界条件,通常是最简单的情况或基础情况的解。
  4. 填充DP表:根据状态转移方程从初始状态开始,逐步计算出所有状态的解,直到得到原问题的解。
  5. 返回结果:最终的解通常会保存在DP表的某个位置,根据问题的要求返回相应的值。

三、经典动态规划题目解析

1. 最小路径和

题目描述:给定一个二维数组 grid,其中的元素都是非负整数,现在你站在左上角,只能向右或者向下移动,需要到达右下角。计算经过的路径和最小是多少。

解题思路

  • 定义状态:dp[i][j] 表示到达位置 (i, j) 的最小路径和。
  • 状态转移方程:dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i][j-1]) + grid[i][j]
  • 初始化:dp[0][0] = grid[0][0],其他位置初始化为无穷大。
  • 返回结果:dp[m-1][n-1]

2. 打家劫舍

题目描述:你是一个专业的小偷,计划偷窃沿街的房屋。每间房内都藏有一定的现金,你希望偷窃得到的现金总额最大。但是,相邻的房屋装有相互连通的防盗系统,如果两间相邻的房屋在同一晚上被小偷闯入,系统会自动报警。

解题思路

  • 定义状态:dp[i] 表示偷窃前 i 个房屋所能获得的最大金额。
  • 状态转移方程:dp[i] = max(dp[i-1], dp[i-2] + nums[i])
  • 初始化:dp[0] = nums[0]dp[1] = max(nums[0], nums[1])
  • 返回结果:dp[n-1]

3. 最长回文子串

题目描述:给你一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串。

解题思路

  • 定义状态:dp[i][j] 表示字符串 s 中从索引 ij 的子串是否为回文串。
  • 状态转移方程:dp[i][j] = (s[i] == s[j]) && (j - i < 2 || dp[i+1][j-1])
  • 初始化:dp[i][i] = truedp[i][i+1] = (s[i] == s[i+1])
  • 返回结果:找到最长回文子串。

四、总结

通过以上技巧与策略,你可以更好地解决力扣上的动态规划难题。在学习过程中,多做题、多思考,逐渐掌握动态规划的核心思想和解题方法,相信你会在力扣上取得优异的成绩。