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📜  通过按顺序从两个数组中选取元素,可以得到最大和。套装2(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:42:02.411000             🧑  作者: Mango

通过按顺序从两个数组中选取元素,可以得到最大和。套装2

简介

这是一个经典的动态规划问题,也被称作背包问题。假设有两个数组a和b,长度分别为m和n,你需要选取一些元素相加,使得它们的和最大。但是有一个限制条件,就是你在选取元素时必须按照原来数组中的顺序进行选择。也就是说,如果你选择了数组a中第i个元素,那么在数组b中只能选择j>=i的元素。

算法思路

我们可以用一个二维数组dp来记录最大和。其中dp[i][j]表示在a数组中选取前i个元素,在b数组中选取前j个元素时,可以得到的最大和。那么我们如何求解dp[i][j]呢?

假设我们现在在考虑a数组中的第i个元素和b数组中的第j个元素,有两种情况:选或者不选a[i],选或者不选b[j]。如果我们选了a[i],那么我们就必须在b数组中选择一个元素b[k],使得k>=j,这样才能保证顺序正确。而对于b[k],我们又有两种选择:选或者不选。如果我们选了b[k],那么dp[i][j]的值就为dp[i-1][k]+a[i]+b[k];如果不选,那么dp[i][j]的值就为dp[i-1][j]+a[i]。这时候我们就可以取两种情况中的最大值。如果我们不选a[i],那么我们就必须在b数组中选择一个元素b[k],使得k>=j,并且不能选b[j],因为这个元素在上一轮已经考虑过了。同样,我们又有两种选择:选或者不选。如果我们选了b[k],那么dp[i][j]的值就为dp[i][k]+b[k];如果不选,那么dp[i][j]的值就为dp[i][j+1]。

综上所述,我们可以得到状态转移方程:dp[i][j]=max(dp[i-1][k]+a[i]+b[k],dp[i-1][j]+a[i],dp[i][k]+b[k],dp[i][j+1]),其中j<=k<=n。最终答案就是dp[m][n]。

代码实现

下面是Python实现的代码片段:

def max_sum(a, b):
    m, n = len(a), len(b)
    dp = [[0] * (n + 1) for _ in range(m + 1)]
    for i in range(1, m + 1):
        for j in range(1, n + 1):
            dp[i][j] = max(dp[i-1][k]+a[i-1]+b[k-1] for k in range(j, n+1))
            dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i-1][j]+a[i-1])
            dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k]+b[k-1] for k in range(j, n+1))
    return dp[m][n]

这个算法的时间复杂度是O(mn^2),虽然看上去比较高,但是在实际应用中经常能够通过。如果需要优化时间复杂度,可以采用单调队列来优化,具体实现可以参考其他资料。