动态规划是一种算法思想,它由 Richard Bellman 在 20 世纪初首次提出。它是一种通过将原问题分解为子问题来简化复杂问题求解的策略。与其他优化算法相比,动态规划的优点是它可以处理非线性问题,例如单调或凸函数优化问题。使用动态规划可以避免重复的计算和子问题的重复求解,从而提高算法的效率。
举个例子来说,假设有一个旅行商需要拜访 n 个城市,但他必须从一个城市出发,经过所有的城市,最后回到出发的城市。他怎么才能完成这个任务并保证旅行的距离是最短的呢?使用动态规划就可以解决这个问题,将问题分解为以下子问题:假设旅行商在第一个城市,那么他到达第二个城市的最短距离是什么?假设旅行商在前两个城市,那么他到达第三个城市的最短距离是什么?以此类推,直到到达最后一个城市并回到第一个城市。当所有子问题都得到解决时,原问题得到解决。
动态规划不仅能够解决类似旅行商问题这样的优化问题,还可以用于其他领域,例如音频、图像和文本处理。它已经成为计算机科学中最有用的算法之一。除此之外,动态规划还可以用来解决生产调度、资源分配和路线规划等实际问题。
动态规划是一种极其有用的算法思想,它可以有效地将复杂问题简单化,并为许多实际问题的解决提供了重要的支持。