【進階】數(shù)位DP詳解

今天秤涩,我向大家介紹一種特殊的DP類型——數(shù)位DP帜乞。
數(shù)位DP這類題目一般不會出現(xiàn)在提高組及以下的比賽中(今后出現(xiàn)了當我沒說【滑稽】),更可能出現(xiàn)在省選及更高級別的比賽上筐眷,但是還是挺好理解的一種動態(tài)規(guī)劃類型黎烈。

題目模型

這種動規(guī)問題特殊在哪里呢?數(shù)位DP匀谣,顧名思義照棋,這是一種用于處理“數(shù)字”的DP類型。換句話說武翎,數(shù)位DP的問題模型可以簡化為給出一個下限a烈炭,一個上限b,求[a,b]中滿足題意的數(shù)有幾個宝恶。

解決方法

既然是“數(shù)字”的問題符隙,那解決方法必然也和”數(shù)字“有關(guān)。
1卑惜、我們可以對數(shù)字的每一位進行動規(guī)膏执,枚舉滿足條件的數(shù)字每一位可以是多少。
2露久、判斷當前數(shù)字是否超過上限的對應(yīng)數(shù)字更米。如果沒有的話,那么接下來的數(shù)字可以任意群梁邸征峦;如果等于上限的對應(yīng)數(shù)字,那么接下來的數(shù)字最大只能等于對應(yīng)的數(shù)字消请。這樣栏笆,上限的問題就解決了。
3臊泰、可以采用前綴和的思想蛉加,用[0,b]的答案減去[0,a-1]的答案,這樣下限的問題也解決了。 舉個栗子通過文字來介紹數(shù)位DP针饥,非常抽象厂抽。按照慣例,我們還是通過幾道例題來深入了解一下數(shù)位DP(題目來源洛谷丁眼,侵刪)筷凤。

洛谷P2657

Problem

這道題是經(jīng)典的數(shù)位DP類型的題目。
閱讀題目發(fā)現(xiàn)苞七,我們要求在區(qū)間[A, B]上藐守,滿足無前導(dǎo)零且相鄰數(shù)字相差大于等于2的數(shù)字個數(shù)。這符合我們對數(shù)位DP的認知蹂风。我們計算[0, B]的答案卢厂,減去[0, A - 1]的答案,這樣就把下限處理好了硫眨。 接下來足淆,我們思考如何計算[0, B]之間的windy數(shù)。 首先礁阁,我們要先把B拆開存在數(shù)組里巧号,方便后續(xù)對B的每一個數(shù)字的使用。

for (len = 0; x; x /= 10) a[++len] = x % 10;

如果不考慮上限姥闭,我們顯然可以很快求出以i開頭丹鸿,長度為j的數(shù)字中,windy數(shù)的數(shù)量棚品,轉(zhuǎn)移方程如下:

轉(zhuǎn)移方程

顯然靠欢,位數(shù)小于B的windy數(shù)可以通過f數(shù)組來求出來

for (int i = 1; i < len; ++i)
        for (int j = 1; j <= 9; ++j)
            sum += s[i][j];

位數(shù)等于B,但是第一個數(shù)字小于B的windy數(shù)也可以通過f來快速求出铜跑。

for (int i = 1; i < a[len]; ++i) sum += s[len][i];

接下來就是數(shù)位DP中最容易繞暈的部分了门怪,因為我們要開始考慮上界對問題的影響了。
由于最高位小于上界的已經(jīng)處理過了锅纺,所以現(xiàn)在我們要處理的數(shù)最高位一定和上界相同掷空。那么是不是轉(zhuǎn)化成一個子問題了呢?

for (int i = len - 1; i >= 1; --i) {
        for (int j = 0; j < a[i]; ++j) {
            if (abs(j - a[i + 1]) >= 2)
                sum += s[i][j];
        }
        if (abs(a[i] - a[i + 1]) < 2) break;
        if (i == 1) sum++;
    }

數(shù)位DP的題目大多比較相似囤锉,我就不再多舉例了坦弟。

需要注意的是,處理這類題目的時候官地,要想清楚什么時候會碰到上限酿傍,什么時候可以不考慮上限快速求解,同時還要注意邊界情況驱入。

最后的最后赤炒,動規(guī)題目的精髓在于多看氯析,多練。

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