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非线性规划的算法研究论文

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非线性规划的算法研究论文

非线性规划是一种求解目标函式或约束条件中有一个或几个非线性函式的最最佳化问题的方法。运筹学的一个重要分支。20世纪50年代初,库哈(H.W.Kuhn) 和托克 (A.W.Tucker) 提出了非线性规划的基本定理,为非线性规划奠定了理论基础。这一方法在工业、交通运输、经济管理和军事等方面有广泛的套用,特别是在“最优设计”方面,它提供了数学基础和计算方法,因此有重要的实用价值。

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随着科学技术特别是信息技术的高速发展,数学建模的应用价值越来越得到众人的重视,

数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文 范文 ,欢迎阅读参考。

大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和 创新思维 ,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。

一、数学建模的含义及特点

数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学 方法 及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。一般来说",数学建模"包含五个阶段。

1.准备阶段

主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。

2.假设阶段

做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。

3.建立阶段

从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。

4.求解阶段

对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。

5.验证阶段

用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。

二、加强数学建模教育的作用和意义

(一) 加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质

数学建模教育强调如何把实际问题转化为数学问题,进而利用数学及其有关的工具解决这些问题, 因此在大学数学的教学活动中融入数学建模思想,鼓励学生参与数学建模实践活动,不但可以使学生学以致用,做到理论联系实际,而且还会使他们感受到数学的生机与活力,激发求知的兴趣和探索的欲望,变被动学习为主动参与其效率就会大为改善。数学修养和素质自然而然得以培养并提高。

(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力

数学建模问题来源于社会生活的众多领域,在建模过程中,学生首先需要阅读相关的文献资料,然后应用数学思维、数学逻辑及相关知识对实际问题进行深入剖析研究并经过一系列复杂计算,得出反映实际问题的最佳数学模型及模型最优解。因此通过数学建模活动学生的视野将会得以拓宽,应用意识、解决复杂问题的能力也会得到增强和提高。

(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力

所谓创造力是指"对已积累的知识和 经验 进行科学地加工和创造,产生新概念、新知识、新思想的能力,大体上由感知力、 记忆力 、思考力、 想象力 四种能力所构成"[1].现今教育界认为,创造力的培养是人才培养的关键,数学建模活动的各个环节无不充满了创造性思维的挑战。

很多不同的实际问题,其数学模型可以是相同或相似的,这就要求学生在建模时触类旁通,挖掘不同事物间的本质,寻找其内在联系。而对一个具体的建模问题,能否把握其本质转化为数学问题,是完成建模过程的关键所在。同时建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,因此数学建模过程是培养学生创造性思维,提高创新能力的过程[2].

(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力

数学建模的结果是以论文形式呈现的,如何将建模思想、建立的模型、最优解及其关键环节的处理在论文中清晰地表述出来,对本科生来说是一个挑战。经历数学建模全过程的磨练,特别是数模论文的撰写,学生的文字语言、数学表述能力及论文的撰写能力无疑会得到前所未有的提高。

(五)加强数学建模教育有助于增强学生的团结合作精神并提高协调组织能力建模问题通常较复杂,涉及的知识面也很广,因此数学建模实践活动一般效仿正规竞赛的规则,三人为一队在三天内以论文形式完成建模题目。要较好地完成任务,离不开良好的组织与管理、分工与协作[3].

三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法

(一)开展数学建模课堂教学

即在课堂教学中,教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模,介绍建模的过程和思想方法及建模中要注意的问题。案例教学法的关键在于把握两个重要环节:

案例的选取和课堂教学的组织。

教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。

1. 代表性:案例的选取要具有科学性,能拓宽学生的知识面,突出数学建模活动重在培养兴趣提高能力等特点。

2. 原始性:来自媒体的信息,企事业单位的 报告 ,现实生活和各学科中的问题等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源。

3. 创新性:案例应注意选取在建模的某些环节上具有挑战性,能激发学生的创造性思维,培养学生的创新精神和提高创造能力。

案例教学的课堂组织,一部分是教师讲授,从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,介绍如何通过合理的假设和简化建立优化的数学模型。还要强调如何用求解结果去解释实际现象即检验模型。另一部分是课堂讨论,让学生自由发言各抒己见并提出新的模型,简介关键环节的处理。最后教师做出点评,提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研,这样既突出了教学重点,又给学生留下了进一步思考的空间,既避免了教师的"满堂灌",也活跃了课堂气氛,提高了学生的课堂学习兴趣和积极性,使传授知识变为学习知识、应用知识,真正地达到提高素质和培养能力的教学目的[4].

(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作

建立数学建模竞赛指导团队,分专题实行教师负责制。每位教师根据自己的专长,负责讲授某一方面的数学建模知识与技巧,并选取相应地建模案例进行剖析。如离散模型、连续模型、优化模型、微分方程模型、概率模型、统计回归模型及数学软件的使用等。学生根据自己的薄弱点,选择适合的专题培训班进行学习,以弥补自己的不足。这种针对性的数模教学,会极大地提高教学效率。

(三)建立数学建模网络课程

以现代 网络技术 为依托,建立数学建模课程网站,内容包括:课程介绍,课程大纲,教师教案,电子课件,教学实验,教学录像,网上答疑等;还可以增加一些有关栏目,如历年国内外数模竞赛介绍,校内竞赛,专家点评,获奖心得交流;同时提供数模学习资源下载如讲义,背景材料,历年国内外竞赛题,优秀论文等。以此为学生提供良好的自主学习网络平台,实现课堂教学与网络教学的有机结合,达到有效地提高学生数学建模综合应用能力的目的。[5,6]

(四)开展校内数学建模竞赛活动

完全模拟全国大学生数模竞赛的形式规则:定时公布赛题,三人一组,只能队内讨论,按时提交论文,之后指导教师、参赛同学集中讨论,进一步完善。笔者负责数学建模竞赛培训近 20 年,多年的实践证明,每进行一次这样的训练,学生在建模思路、建模水平、使用软件能力、论文书写方面就有大幅提高。多次训练之后,学生的建模水平更是突飞猛进,效果甚佳。

如 2008 年我指导的队荣获全国高教社杯大学生数学建模竞赛的最高奖---高教社杯奖,这是此赛设置的唯一一个名额,也是当年从全国(包括香港)院校的约 1 万多个本科参赛队中脱颖而出的。又如 2014 年我校 57 队参加全国大学生数学建模竞赛,43 队获奖,获奖比例达 75%,创历年之最。

(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛

全国大学生数学建模竞赛创办于 1992 年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛, 国际大学生数学建模竞赛是世界上影响范围最大的高水平大学生学术赛事。参加数学建模大赛可以激励学生学习数学的积极性,提高运用数学及相关工具分析问题解决问题的综合能力,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。

四、结束语

数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,而高校数学教学改革的目的之一是要着力培养学生的创造性思维,提高学生的创新能力。因此应将数学建模思想融入教学活动中,通过不断的数学建模教育和实践培养学生的创新能力和应用能力从而提高学生的基本素质以适应社会发展的要求。

参考文献:

[1]辞海[M].上海辞书出版社,2002,1:237.

[2]许梅生,章迪平,张少林。 数学建模的认识与实践[J].浙江科技学院学报,2003,15(1):40-42.

[3]姜启源,谢金星,一项成功的高等教育改革实践[J].中国高教研究,2011,12:79-83.

[4]饶从军,王成。论高校数学建模教学[J].延边大学学报(自然科学学版),2006,32(3):227-230.

[5]段璐灵。数学建模课程教学改革初探[J].教育与职业,2013,5:140-142.

[6]郝鹏鹏。工程网络课程教学的实践与思考[J]科技视界,2014,29:76-77.

大部分数学知识是抽象的,概念比较枯燥,造成学生学习困难,而数学建模的运用,在很大程度上可以将抽象的数学知识转化成实体模型,让学生更容易理解和学习数学知识。教师要做的就是了解并掌握数学建模的方法,并且把这种 教学方法 运用到数学教学中。

对教师来说,发现好的教学方法不是最重要的,而是如何把方法与教学结合起来。通过对数学建模的长期研究和实践应用,笔者 总结 了数学建模的概念以及运用策略。

一、数学建模的概念

想要更好地运用数学建模,首先要了解什么是数学建模。可以说,数学建模就像一面镜子,可以使数学抽象的影像产生与之对应的具体化物象。

二、在小学数学教学中运用数学建模的策略

1.根据事物之间的共性进行数学建模

想要运用数学建模,首先要对建模对象有一定的感知。教师要创造有利的条件,促使学生感知不同事物之间的共性,然后进行数学建模。

教师应做好建模前的指导工作,为学生的数学建模做好铺垫,而学生要学会尝试自己去发现事物的共性,争取将事物的共性完美地运用到数学建模中。在建模过程中,教师要引导学生把新知识和旧知识结合起来的作用,将原来学习中发现的好方法运用到新知识的学习、新数学模型的构建中,降低新的数学建模的难度,提高学生数学建模的成功率。如在教学《图形面积》时,教师可以利用不同的图形模板,让学生了解不同图形的面积构成,寻找不同图形面积的差异以及图形之间的共性。这样直观地向学生展示图形的变化,可以加深学生对知识的理解,提高学生的学习效率。

2.认识建模思想的本质

建模思想与数学的本质紧密相连,它不是独立存在于数学教学之外的。所以在数学建模过程中,教师要帮助学生正确认识数学建模的本质,将数学建模与数学教学有机结合起来,提高学生解决问题的能力,让学生真正具备使用数学建模的能力。

建模过程并不是独立于数学教学之外的,它和数学的教学过程紧密相连。数学建模是使人对数学抽象化知识进行具体认识的工具,是运用数学建模思想解决数学难题的过程。因此,教师要将它和数学教学组成一个有机的整体,不仅要帮助学生完成建模,更要带领学生认识数学建模的本质,领悟数学建模思想的真谛,并逐渐引导学生使用数学建模解决数学学习过程中遇到的问题。

3.发挥教材在数学建模上的作用

教材是最基础的教学工具,在数学教材中有很多典型案例可以利用在数学建模上,其中很大一部分来源于生活,更易于小学生学习和理解,有助于学生构建数学建模思想。教师要利用好教材,培养学生的建模能力,帮助学生建造更易于理解的数学模型,从而提高学生的学习效率。如在教学加减法时,教材上会有很多数苹果、香蕉的例题,这些就是很好的数学模型,因为贴近生活,可以激发学生的学习兴趣,培养学生数学建模的能力,所以教师应该深入研究教材。

数学建模是一种很好的数学教学方法,教师要充分利用这种教学方法,真正做到实践与理论完美结合。

1、层次分析法,简称AHP,是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法,提出的一种层次权重决策分析方法。

2、多属性决策是现代决策科学的一个重要组成部分,它的理论和方法在工程设计、经济、管理和军事等诸多领域中有着广泛的应用,如:投资决策、项目评估、维修服务、武器系统性能评定、工厂选址、投标招标、产业部门发展排序和经济效益综合评价等.多属性决策的实质是利用已有的决策信息通过一定的方式对一组(有限个)备选方案进行排序或择优.它主要由两部分组成:(l) 获取决策信息.决策信息一般包括两个方面的内容:属性权重和属性值(属性值主要有三种形式:实数、区间数和语言).其中,属性权重的确定是多属性决策中的一个重要研究内容;(2)通过一定的方式对决策信息进行集结并对方案进行排序和择优。

3、灰色预测模型(Gray Forecast Model)是通过少量的、不完全的信息,建立数学模型并做出预测的一种预测方法.当我们应用运筹学的思想方法解决实际问题,制定发展战略和政策、进行重大问题的决策时,都必须对未来进行科学的预测.预测是根据客观事物的过去和现在的发展规律,借助于科学的方法对其未来的发展趋势和状况进行描述和分析,并形成科学的假设和判断。

4、Dijkstra算法能求一个顶点到另一顶点最短路径。它是由Dijkstra于1959年提出的。实际它能出始点到 其它 所有顶点的最短路径。

Dijkstra算法是一种标号法:给赋权图的每一个顶点记一个数,称为顶点的标号(临时标号,称T标号,或者固定标号,称为P标号)。T标号表示从始顶点到该标点的最短路长的上界;P标号则是从始顶点到该顶点的最短路长。

5、Floyd算法是一个经典的动态规划算法。用通俗的语言来描述的话,首先我们的目标是寻找从点i到点j的最短路径。从动态规划的角度看问题,我们需要为这个目标重新做一个诠释(这个诠释正是动态规划最富创造力的精华所在)从任意节点i到任意节点j的最短路径不外乎2种可能,1是直接从i到j,2是从i经过若干个节点k到j。所以,我们假设Dis(i,j)为节点u到节点v的最短路径的距离,对于每一个节点k,我们检查Dis(i,k) + Dis(k,j) < Dis(i,j)是否成立,如果成立,证明从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短,我们便设置Dis(i,j) = Dis(i,k) + Dis(k,j),这样一来,当我们遍历完所有节点k,Dis(i,j)中记录的便是i到j的最短路径的距离。

6、模拟退火算法是模仿自然界退火现象而得,利用了物理中固体物质的退火过程与一般优化问题的相似性从某一初始温度开始,伴随温度的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找全局最优解。

7、种群竞争模型:当两个种群为争夺同一食物来源和生存空间相互竞争时,常见的结局是,竞争力弱的灭绝,竞争力强的达到环境容许的最大容量。使用种群竞争模型可以描述两个种群相互竞争的过程,分析产生各种结局的条件。

8、排队论发源于上世纪初。当时美国贝尔电话公司发明了自动电话,以适应日益繁忙的工商业电话通讯需要。这个新发明带来了一个新问题,即通话线路与电话用户呼叫的数量关系应如何妥善解决,这个问题久久未能解决。1909年,丹麦的哥本哈根电话公司A.K.埃尔浪(Erlang)在热力学统计平衡概念的启发下解决了这个问题。

9、线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题。满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。

10、非线性规划:非线性规划是一种求解目标函数或约束条件中有一个或几个非线性函数的最优化问题的方法。运筹学的一个重要分支。20世纪50年代初,库哈(H.W.Kuhn) 和托克 (A.W.Tucker) 提出了非线性规划的基本定理,为非线性规划奠定了理论基础。这一方法在工业、交通运输、经济管理和军事等方面有广泛的应用,特别是在“最优设计”方面,它提供了数学基础和计算方法,因此有重要的实用价值。

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毕业论文非线性规划

毕业论文的参考文献应该怎么写 什么是论文的参考文献呢?论文的参考文献是在学术研究过程中,对某一著作或论文的整体的参考或借鉴.征引过的文献在注释中已注明,不再出现于文后参考文献中.那论文的参考文献应该怎么写呢?下面我们介绍几种论文的参考文献的写法和参考范文:1.专著、论文集、学位论文、报告 (论文的参考文献) [序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年.起止页码(任选). [1] 刘国钧,陈绍业,王凤 翥 .图书馆目录[M].北京:高等教育出版社,1957.15-18. [2] 辛希孟.信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集[C].北京:中国社会科学出版社,1994. [3] 张筑生.微分半动力系统的.不变集[D].北京:北京大学数学系数学研究所,1983. [4] 冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析[R].北京:清华大学核能技术设计研究院,1997. 2.期刊文章 [序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码. [5] 何龄修.读顾城《南明史》[J].中国史研究,1998,(3):167-173. [6] 金显贺,王昌长,王忠东,等.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术[J].清华大学学报(自然科学版),1993,33(4):62-67. 3.论文集中的析出文献 [序号]析出文献主要责任者.析出文献题名[A].原文献主要责任者(任选).原文献题名[C].出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码. [7] 钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A].赵玮.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C].西安:西安电子科技大学出版社,1996.468-471. ;

非线性规划的论文的参考文献

论文的参考文献格式怎么写

百度学术可以找到参考文献,输入关键词,在输入年份,就能找到相对应的参考文献。如果不知道参考文献格式要求,可以百度搜,参考文献自动生成器。直接按着填就出来了。百度搜索参考文献自动生成器,按着里面填,点生成参考文献就出来了。数据资料可以在百度文库、中国统计年鉴中找到。参考文献标准格式参考文献类型:专著[M],论文集[C],报纸文章[N],期刊文章[J],学位论文[D],报告[R],标准[S],专利[P],论文集中的析出文献[A]电子文献类型:数据库[DB],计算机[CP],电子公告[EB]电子文献的载体类型:互联网[OL],光盘[CD],磁带[MT],磁盘[DK]A:专著、论文集、学位论文、报告[序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年.起止页码(可选)[1]刘国钧,陈绍业.图书馆目录[M].北京:高等教育出版社,1957.15-18.B:期刊文章[序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码[1]何龄修.读南明史[J].中国史研究,1998,(3):167-173.[2]OU J P,SOONG T T,et al.Recent advance in research on applications of passive energy dissipation systems[J].Earthquack Eng,1997,38(3):358-361.C:论文集中的析出文献[序号]析出文献主要责任者.析出文献题名[A].原文献主要责任者(可选).原文献题名[C].出版地:出版者,出版年.起止页码[7]钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A].赵炜.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C].西安:西安电子科技大学出版社,1996.468.D:报纸文章[序号]主要责任者.文献题名[N].报纸名,出版日期(版次)[8]谢希德.创造学习的新思路[N].人民日报,1998-12-25(10).E:电子文献[文献类型/载体类型标识]:[J/OL]网上期刊、[EB/OL]网上电子公告、[M/CD]光盘图书、[DB/OL]网上数据库、[DB/MT]磁带数据库[序号]主要责任者.电子文献题名[电子文献及载体类型标识].电子文献的出版或获得地址,发表更新日期/引用日期[12]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[8]万锦.中国大学学报文摘(1983-1993).英文版[DB/CD].北京:中国大百科全书出版社,1996.作者.题名[D].所在城市:保存单位,发布年份.李琳.住院烧伤患者综合健康状况及其影响因素研究[D].福州:福建医科大学,2009.其他的:作者.题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码.沈平,彭湘粤,黎晓静,等.临床路径应用于婴幼儿呼吸道异物手术后的效果[J].中华护理杂志,2012,47(10):930-932.作者.书名[M]. 版次.出版地: 出版者,出版年:起止页码.胡雁.护理研究[M].第4版.北京:人民卫生出版社,2012:38.作者.题名[N].报纸名,出版日期(版次).丁文祥.数字革命与国际竞争[N].中国青年报,2000-11-20(15).作者.题名[EB/OL].网址,发表日期/引用日期(任选).世界卫生组织.关于患者安全的10个事实 [EB/OL].其他: [R]、[P]、[A]、[C]、[Z]等。

1、学位论文

[序号]主要责任者.文献题名[D].出版地:出版单位,出版年:起止页码(可选).

例如:[4]赵天书.诺西肽分阶段补料分批发酵过程优化研究[D].沈阳:东北大学,2013.

2、专著、论文集、报告

[序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年:起止页码(可选).

例如:[1]刘国钧,陈绍业.图书馆目录[M].北京:高等教育出版社,1957:15-18.

3、论文集中的析出文献

[序号]析出文献主要责任者.析出文献题名[A].原文献主要责任者(可选)原文献题名[C].出版地:出版者,出版年:起止页码.

例如:[7]钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A].赵炜.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C].西安:西安电子科技大学出版社,1996:468.

扩展资料:

参考文献类型及文献类型,根据GB3469-83《文献类型与文献载体代码》规定,以单字母方式标识:

1、专著M ; 报纸N ;期刊J ;专利文献P;汇编G ;古籍O;技术标准S ;

2、学位论文D ;科技报告R;参考工具K ;检索工具W;档案B ;录音带A ;

3、图表Q;唱片L;产品样本X;录相带V;会议录C;中译文T;

4、乐谱I; 电影片Y;手稿H;微缩胶卷U ;幻灯片Z;微缩平片F;其他E。

参考文献类型:专著[M],会议论文集[C],报纸文章[N],期刊文章[J],学位论文[D],报告[R],标准[S],专利[P],论文集中的析出文献[A],杂志[G]。

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如图,在可行域内的整点中,点(5,2)使z=320x+504y取得最小值,且zmin=2608(元)若只调配A型卡车,则7.5≤x≤8,x∈N,所花的最低成本费z=320×8=2560(元),若只调配B型卡车,由于y∈Φ,即无法调配车辆。答:每天调出A型卡车5辆,B型卡车2辆,才能使该公司所花成本费最低。若只调配A型卡车,所花成本费是2560元,无法只调配B型车。2.产品安排问题例2 某企业生产A,B两种产品,A产品的单位利润为60元,B产品的单位利润为80元。两种产品都需要在加工车间和装配车间进行生产,每件A产品在加工车间和装配车间各需经过0﹒8h和2﹒4h,每件B产品在两个车间都需经过1﹒6h, 在一定时期中,加工装配车间最大加工时间为240h, 装配车间最大生产时间为288h ,已知销路没有问题,在此一定时期中应如何搭配生产A产品和B产品,企业可获得最大利润?解:设在此一定时期中生产A产品x件,B产品y件,企业可获利润为z元,则0﹒8x+1﹒6y≤2402﹒4x+1﹒6y≤288x≥0y≥0z=60x+80y..

动态规划算法研究论文

动态规划的特点及其应用 安徽 张辰 动态规划 阶段 动态规划是信息学竞赛中的常见算法,本文的主要内容就是分析它的特点。 文章的第一部分首先探究了动态规划的本质,因为动态规划的特点是由它的本质所决定的。第二部分从动态规划的设计和实现这两个角度分析了动态规划的多样性、模式性、技巧性这三个特点。第三部分将动态规划和递推、搜索、网络流这三个相关算法作了比较,从中探寻动态规划的一些更深层次的特点。 文章在分析动态规划的特点的同时,还根据这些特点分析了我们在解题中应该怎样利用这些特点,怎样运用动态规划。这对我们的解题实践有一定的指导意义。 动态规划是编程解题的一种重要的手段,在如今的信息学竞赛中被应用得越来越普遍。最近几年的信息学竞赛,不分大小,几乎每次都要考察到这方面的内容。因此,如何更深入地了解动态规划,从而更为有效地运用这个解题的有力武器,是一个值得深入研究的问题。 要掌握动态规划的应用技巧,就要了解它的各方面的特点。首要的,是要深入洞悉动态规划的本质。 §1动态规划的本质 动态规划是在本世纪50年代初,为了解决一类多阶段决策问题而诞生的。那么,什么样的问题被称作多阶段决策问题呢? §1.1多阶段决策问题 说到多阶段决策问题,人们很容易举出下面这个例子。 [例1] 多段图中的最短路径问题:在下图中找出从A1到D1的最短路径。 仔细观察这个图不难发现,它有一个特点。我们将图中的点分为四类(图中的A、B、C、D),那么图中所有的边都处于相邻的两类点之间,并且都从前一类点指向后一类点。这样,图中的边就被分成了三类(AàB、BàC、CàD)。我们需要从每一类中选出一条边来,组成从A1到D1的一条路径,并且这条路径是所有这样的路径中的最短者。 从上面的这个例子中,我们可以大概地了解到什么是多阶段决策问题。更精确的定义如下: 多阶段决策过程,是指这样的一类特殊的活动过程,问题可以按时间顺序分解成若干相互联系的阶段,在每一个阶段都要做出决策,全部过程的决策是一个决策序列[1]。要使整个活动的总体效果达到最优的问题,称为多阶段决策问题。 从上述的定义中,我们可以明显地看出,这类问题有两个要素。一个是阶段,一个是决策。 §1.2阶段与状态 阶段:将所给问题的过程,按时间或空间特征分解成若干相互联系的阶段,以便按次序去求每阶段的解。常用字母k表示阶段变量。[1] 阶段是问题的属性。多阶段决策问题中通常存在着若干个阶段,如上面的例子,就有A、B、C、D这四个阶段。在一般情况下,阶段是和时间有关的;但是在很多问题(我的感觉,特别是信息学问题)中,阶段和时间是无关的。从阶段的定义中,可以看出阶段的两个特点,一是“相互联系”,二是“次序”。 阶段之间是怎样相互联系的?就是通过状态和状态转移。 状态:各阶段开始时的客观条件叫做状态。描述各阶段状态的变量称为状态变量,常用sk表示第k阶段的状态变量,状态变量sk的取值集合称为状态集合,用Sk表示。[1] 状态是阶段的属性。每个阶段通常包含若干个状态,用以描述问题发展到这个阶段时所处在的一种客观情况。在上面的例子中,行人从出发点A1走过两个阶段之后,可能出现的情况有三种,即处于C1、C2或C3点。那么第三个阶段就有三个状态S3=。 每个阶段的状态都是由以前阶段的状态以某种方式“变化”而来,这种“变化”称为状态转移(暂不定义)。上例中C3点可以从B1点过来,也可以从B2点过来,从阶段2的B1或B2状态走到阶段3的C3状态就是状态转移。状态转移是导出状态的途径,也是联系各阶段的途径。 说到这里,可以提出应用动态规划的一个重要条件。那就是将各阶段按照一定的次序排列好之后,对于某个给定的阶段状态,它以前各阶段的状态无法直接影响它未来的发展,而只能通过当前的这个状态。换句话说,每个状态都是“过去历史的一个完整总结[1]”。这就是无后效性。对这个性质,下文还将会有解释。 §1.3决策和策略 上面的阶段与状态只是多阶段决策问题的一个方面的要素,下面是另一个方面的要素——决策。 决策:当各段的状态取定以后,就可以做出不同的决定,从而确定下一阶段的状态,这种决定称为决策。表示决策的变量,称为决策变量,常用uk(sk)表示第k阶段当状态为sk时的决策变量。在实际问题中,决策变量的取值往往限制在一定范围内,我们称此范围为允许决策集合。常用Dk(sk)表示第k阶段从状态sk出发的允许决策集合。显然有uk(sk) ?Dk(sk)。[1] 决策是问题的解的属性。决策的目的就是“确定下一阶段的状态”,还是回到上例,从阶段2的B1状态出发有三条路,也就是三个决策,分别导向阶段3的C1、C2、C3三个状态,即D2(B1)=。 有了决策,我们可以定义状态转移:动态规划中本阶段的状态往往是上一阶段和上一阶段的决策结果,由第k段的状态sk和本阶段的决策uk确定第k+1段的状态sk+1的过程叫状态转移。状态转移规律的形式化表示sk+1=Tk(sk,uk)称为状态转移方程。 这样看来,似乎决策和状态转移有着某种联系。我的理解,状态转移是决策的目的,决策是状态转移的途径。 各段决策确定后,整个问题的决策序列就构成一个策略,用p1,n=表示。对每个实际问题,可供选择的策略有一定范围,称为允许策略集合,记作P1,n,使整个问题达到最有效果的策略就是最优策略。[1] 说到这里,又可以提出运用动态规划的一个前提。即这个过程的最优策略应具有这样的性质:无论初始状态及初始决策如何,对于先前决策所形成的状态而言,其以后的所有决策应构成最优策略[1]。这就是最优化原理。简言之,就是“最优策略的子策略也是最优策略”。 §1.4最优化原理与无后效性 这里,我把最优化原理定位在“运用动态规划的前提”。这是因为,是否符合最优化原理是一个问题的本质特征。对于不满足最优化原理的一个多阶段决策问题,整体上的最优策略p1,n同任何一个阶段k上的决策uk或任何一组阶段k1…k2上的子策略pk1,k2都不存在任何关系。如果要对这样的问题动态规划的话,我们从一开始所作的划分阶段等努力都将是徒劳的。 而我把无后效性定位在“应用动态规划的条件”,是因为动态规划是按次序去求每阶段的解,如果一个问题有后效性,那么这样的次序便是不合理的。但是,我们可以通过重新划分阶段,重新选定状态,或者增加状态变量的个数等手段,来是问题满足无后效性这个条件。说到底,还是要确定一个“序”。 在信息学的多阶段决策问题中,绝大部分都是能够满足最优化原理的,但它们往往会在后效性这一点上来设置障碍。所以在解题过程中,我们会特别关心“序”。对于有序的问题,就会考虑到动态规划;对于无序的问题,也会想方设法来使其有序。 §1.5最优指标函数和规划方程 最优指标函数:用于衡量所选定策略优劣的数量指标称为指标函数,最优指标函数记为fk(sk),它表示从第k段状态sk采用最优策略p*k,n到过程终止时的最佳效益值[1]。 最优指标函数其实就是我们真正关心的问题的解。在上面的例子中,f2(B1)就表示从B1点到终点D1点的最短路径长度。我们求解的最终目标就是f1(A1)。 最优指标函数的求法一般是一个从目标状态出发的递推公式,称为规划方程: 其中sk是第k段的某个状态,uk是从sk出发的允许决策集合Dk(sk)中的一个决策,Tk(sk,uk)是由sk和uk所导出的第k+1段的某个状态sk+1,g(x,uk)是定义在数值x和决策uk上的一个函数,而函数opt表示最优化,根据具体问题分别表为max或min。 ,称为边界条件。 上例中的规划方程就是: 边界条件为 这里是一种从目标状态往回推的逆序求法,适用于目标状态确定的问题。在我们的信息学问题中,也有很多有着确定的初始状态。当然,对于初始状态确定的问题,我们也可以采用从初始状态出发往前推的顺序求法。事实上,这种方法对我们来说要更为直观、更易设计一些,从而更多地出现在我们的解题过程中。 我们本节所讨论的这些理论虽然不是本文的主旨,但是却对下面要说的动态规划的特点起着基础性的作用。 §2动态规划的设计与实现 上面我们讨论了动态规划的一些理论,本节我们将通过几个例子中,动态规划的设计与实现,来了解动态规划的一些特点。 §2.1动态规划的多样性 [例2] 花店橱窗布置问题(IOI99)试题见附录 本题虽然是本届IOI中较为简单的一题,但其中大有文章可作。说它简单,是因为它有序,因此我们一眼便可看出这题应该用动态规划来解决。但是,如何动态规划呢?如何划分阶段,又如何选择状态呢? <方法1>以花束的数目来划分阶段。在这里,阶段变量k表示的就是要布置的花束数目(前k束花),状态变量sk表示第k束花所在的花瓶。而对于每一个状态sk,决策就是第k-1束花应该放在哪个花瓶,用uk表示。最优指标函数fk(sk)表示前k束花,其中第k束插在第sk个花瓶中,所能取得的最大美学值。 状态转移方程为 规划方程为 (其中A(i,j)是花束i插在花瓶j中的美学值) 边界条件 (V是花瓶总数,事实上这是一个虚拟的边界) <方法2>以花瓶的数目来划分阶段。在这里阶段变量k表示的是要占用的花瓶数目(前k个花瓶),状态变量sk表示前k个花瓶中放了多少花。而对于任意一个状态sk,决策就是第sk束花是否放在第k个花瓶中,用变量uk=1或0来表示。最优指标函数fk(sk)表示前k个花瓶中插了sk束花,所能取得的最大美学值。 状态转移方程为 规划方程为 边界条件为 两种划分阶段的方法,引出了两种状态表示法,两种规划方式,但是却都成功地解决了问题。只不过因为决策的选择有多有少,所以算法的时间复杂度也就不同。[2] 这个例子具有很大的普遍性。有很多的多阶段决策问题都有着不止一种的阶段划分方法,因而往往就有不止一种的规划方法。有时各种方法所产生的效果是差不多的,但更多的时候,就像我们的例子一样,两种方法会在某个方面有些区别。 所以,在用动态规划解题的时候,可以多想一想是否有其它的解法。对于不同的解法,要注意比较,好的算法好在哪里,差一点的算法差在哪里。从各种不同算法的比较中,我们可以更深刻地领会动态规划的构思技巧。 §2.2动态规划的模式性 这个可能做过动态规划的人都有体会,从我们上面对动态规划的分析也可以看出来。动态规划的设计都有着一定的模式,一般要经历以下几个步骤。 划分阶段:按照问题的时间或空间特征,把问题分为若干个阶段。注意这若干个阶段一定要是有序的或者是可排序的,否则问题就无法求解。 选择状态:将问题发展到各个阶段时所处于的各种客观情况用不同的状态表示出来。当然,状态的选择要满足无后效性。 确定决策并写出状态转移方程:之所以把这两步放在一起,是因为决策和状态转移有着天然的联系,状态转移就是根据上一阶段的状态和决策来导出本阶段的状态。所以,如果我们确定了决策,状态转移方程也就写出来了。但事实上,我们常常是反过来做,根据相邻两段的各状态之间的关系来确定决策。 写出规划方程(包括边界条件):在第一部分中,我们已经给出了规划方程的通用形式化表达式。一般说来,只要阶段、状态、决策和状态转移确定了,这一步还是比较简单的。 动态规划的主要难点在于理论上的设计,一旦设计完成,实现部分就会非常简单。大体上的框架如下: 对f1(s1)初始化(边界条件) for k?2 to n(这里以顺序求解为例) 对每一个sk?Sk fk(sk)?一个极值(∞或-∞) 对每一个uk(sk)?Dk(sk) sk-1?Tk(sk,uk) t?g(fk-1(sk-1),uk) y t比fk(sk)更优 n fk(sk)?t 输出fn(sn) 这个N-S图虽然不能代表全部,但足可以概括大多数。少数的一些特殊的动态规划,其实现的原理也是类似,可以类比出来。我们到现在对动态规划的分析,主要是在理论上、设计上,原因也就在此。 掌握了动态规划的模式性,我们在用动态规划解题时就可以把主要的精力放在理论上的设计。一旦设计成熟,问题也就基本上解决了。而且在设计算法时也可以按部就班地来。 但是“物极必反”,太过拘泥于模式就会限制我们的思维,扼杀优良算法思想的产生。我们在解题时,不妨发挥一下创造性,去突破动态规划的实现模式,这样往往会收到意想不到的效果。[3] §2.3动态规划的技巧性 上面我们所说的动态规划的模式性,主要指的是实现方面。而在设计方面,虽然它较为严格的步骤性,但是它的设计思想却是没有一定的规律可循的。这就需要我们不断地在实践当中去掌握动态规划的技巧,下面仅就一个例子谈一点我自己的体会。 [例3] 街道问题:在下图中找出从左下角到右上角的最短路径,每步只能向右方或上方走。 这是一道简单而又典型的动态规划题,许多介绍动态规划的书与文章中都拿它来做例子。通常,书上的解答是这样的: 按照图中的虚线来划分阶段,即阶段变量k表示走过的步数,而状态变量sk表示当前处于这一阶段上的哪一点(各点所对应的阶段和状态已经用ks在地图上标明)。这时的模型实际上已经转化成了一个特殊的多段图。用决策变量uk=0表示向右走,uk=1表示向上走,则状态转移方程如下: (这里的row是地图竖直方向的行数) 我们看到,这个状态转移方程需要根据k的取值分两种情况讨论,显得非常麻烦。相应的,把它代入规划方程而付诸实现时,算法也很繁。因而我们在实现时,一般是不会这么做的,而代之以下面方法: 将地图中的点规则地编号如上,得到的规划方程如下: (这里Distance表示相邻两点间的边长) 这样做确实要比上面的方法简单多了,但是它已经破坏了动态规划的本来面目,而不存在明确的阶段特征了。如果说这种方法是以地图中的行(A、B、C、D)来划分阶段的话,那么它的“状态转移”就不全是在两个阶段之间进行的了。 也许这没什么大不了的,因为实践比理论更有说服力。但是,如果我们把题目扩展一下:在地图中找出从左下角到右上角的两条路径,两条路径中的任何一条边都不能重叠,并且要求两条路径的总长度最短。这时,再用这种“简单”的方法就不太好办了。 如果非得套用这种方法的话,则最优指标函数就需要有四维的下标,并且难以处理两条路径“不能重叠”的问题。 而我们回到原先“标准”的动态规划法,就会发现这个问题很好解决,只需要加一维状态变量就成了。即用sk=(ak,bk)分别表示两条路径走到阶段k时所处的位置,相应的,决策变量也增加一维,用uk=(xk,yk)分别表示两条路径的行走方向。状态转移时将两条路径分别考虑: 在写规划方程时,只要对两条路径走到同一个点的情况稍微处理一下,减少可选的决策个数: 从这个例子中可以总结出设计动态规划算法的一个技巧:状态转移一般是在相邻的两个阶段之间(有时也可以在不相邻的两个阶段间),但是尽量不要在同一个阶段内进行。 动态规划是一种很灵活的解题方法,在动态规划算法的设计中,类似的技巧还有很多。要掌握动态规划的技巧,有两条途径:一是要深刻理解动态规划的本质,这也是我们为什么一开始就探讨它的本质的原因;二是要多实践,不但要多解题,还要学会从解题中探寻规律,总结技巧。 §3动态规划与一些算法的比较 动态规划作为诸多解题方法中的一种,必然和其他一些算法有着诸多联系。从这些联系中,我们也可以看出动态规划的一些特点。 §3.1动态规划与递推 ——动态规划是最优化算法 由于动态规划的“名气”如此之大,以至于很多人甚至一些资料书上都往往把一种与动态规划十分相似的算法,当作是动态规划。这种算法就是递推。实际上,这两种算法还是很容易区分的。 按解题的目标来分,信息学试题主要分四类:判定性问题、构造性问题、计数问题和最优化问题。我们在竞赛中碰到的大多是最优化问题,而动态规划正是解决最优化问题的有力武器,因此动态规划在竞赛中的地位日益提高。而递推法在处理判定性问题和计数问题方面也是一把利器。下面分别就两个例子,谈一下递推法和动态规划在这两个方面的联系。 [例4] mod 4 最优路径问题:在下图中找出从第1点到第4点的一条路径,要求路径长度mod 4的余数最小。 这个图是一个多段图,而且是一个特殊的多段图。虽然这个图的形式比一般的多段图要简单,但是这个最优路径问题却不能用动态规划来做。因为一条从第1点到第4点的最优路径,在它走到第2点、第3点时,路径长度mod 4的余数不一定是最小,也就是说最优策略的子策略不一定最优——这个问题不满足最优化原理。 但是我们可以把它转换成判定性问题,用递推法来解决。判断从第1点到第k点的长度mod 4为sk的路径是否存在,用fk(sk)来表示,则递推公式如下: (边界条件) (这里lenk,i表示从第k-1点到第k点之间的第i条边的长度,方括号表示“或(or)”运算) 最后的结果就是可以使f4(s4)值为真的最小的s4值。 这个递推法的递推公式和动态规划的规划方程非常相似,我们在这里借用了动态规划的符号也就是为了更清楚地显示这一点。其实它们的思想也是非常相像的,可以说是递推法借用了动态规划的思想解决了动态规划不能解决的问题。 有的多阶段决策问题(像这一题的阶段特征就很明显),由于不能满足最优化原理等使用动态规划的先决条件,而无法应用动态规划。在这时可以将最优指标函数的值当作“状态”放到下标中去,从而变最优化问题为判定性问题,再借用动态规划的思想,用递推法来解决问题。 §3.2动态规划与搜索 ——动态规划是高效率、高消费算法 同样是解决最优化问题,有的题目我们采用动态规划,而有的题目我们则需要用搜索。这其中有没有什么规则呢? 我们知道,撇开时空效率的因素不谈,在解决最优化问题的算法中,搜索可以说是“万能”的。所以动态规划可以解决的问题,搜索也一定可以解决。 把一个动态规划算法改写成搜索是非常方便的,状态转移方程、规划方程以及边界条件都可以直接“移植”,所不同的只是求解顺序。动态规划是自底向上的递推求解,而搜索则是自顶向下的递归求解(这里指深度搜索,宽度搜索类似)。 反过来,我们也可以把搜索算法改写成动态规划。状态空间搜索实际上是对隐式图中的点进行枚举,这种枚举是自顶向下的。如果把枚举的顺序反过来,变成自底向上,那么就成了动态规划。(当然这里有个条件,即隐式图中的点是可排序的,详见下一节。) 正因为动态规划和搜索有着求解顺序上的不同,这也造成了它们时间效率上的差别。在搜索中,往往会出现下面的情况: 对于上图(a)这样几个状态构成的一个隐式图,用搜索算法就会出现重复,如上图(b)所示,状态C2被搜索了两次。在深度搜索中,这样的重复会引起以C2为根整个的整个子搜索树的重复搜索;在宽度搜索中,虽然这样的重复可以立即被排除,但是其时间代价也是不小的。而动态规划就没有这个问题,如上图(c)所示。 一般说来,动态规划算法在时间效率上的优势是搜索无法比拟的。(当然对于某些题目,根本不会出现状态的重复,这样搜索和动态规划的速度就没有差别了。)而从理论上讲,任何拓扑有序(现实中这个条件常常可以满足)的隐式图中的搜索算法都可以改写成动态规划。但事实上,在很多情况下我们仍然不得不采用搜索算法。那么,动态规划算法在实现上还有什么障碍吗? 考虑上图(a)所示的隐式图,其中存在两个从初始状态无法达到的状态。在搜索算法中,这样的两个状态就不被考虑了,如上图(b)所示。但是动态规划由于是自底向上求解,所以就无法估计到这一点,因而遍历了全部的状态,如上图(c)所示。 一般说来,动态规划总要遍历所有的状态,而搜索可以排除一些无效状态。更重要的事搜索还可以剪枝,可能剪去大量不必要的状态,因此在空间开销上往往比动态规划要低很多。 如何协调好动态规划的高效率与高消费之间的矛盾呢?有一种折衷的办法就是记忆化算法。记忆化算法在求解的时候还是按着自顶向下的顺序,但是每求解一个状态,就将它的解保存下来,以后再次遇到这个状态的时候,就不必重新求解了。这种方法综合了搜索和动态规划两方面的优点,因而还是很有实用价值的。 §3.3动态规划与网络流 ——动态规划是易设计易实现算法 由于图的关系复杂而无序,一般难以呈现阶段特征(除了特殊的图如多段图,或特殊的分段方法如Floyd),因此动态规划在图论中的应用不多。但有一类图,它的点却是有序的,这就是有向无环图。 在有向无环图中,我们可以对点进行拓扑排序,使其体现出有序的特征,从而据此划分阶段。在有向无还图中求最短路径的算法[4],已经体现出了简单的动态规划思想。但动态规划在图论中还有更有价值的应用。下面先看一个例子。 [例6] N个人的街道问题:在街道问题(参见例3)中,若有N个人要从左下角走向右上角,要求他们走过的边的总长度最大。当然,这里每个人也只能向右或向上走。下面是一个样例,左图是从出发地到目的地的三条路径,右图是他们所走过的边,这些边的总长度为5 + 4 + 3 + 6 + 3 + 3 + 5 + 8 + 8 + 7 + 4 + 5 + 9 + 5 + 3 = 78(不一定是最大)。 这个题目是对街道问题的又一次扩展。仿照街道问题的解题方法,我们仍然可以用动态规划来解决本题。不过这一次是N个人同时走,状态变量也就需要用N维来表示,。相应的,决策变量也要变成N维,uk=(uk,1,uk,2,…,uk,N)。状态转移方程不需要做什么改动: 在写规划方程时,需要注意在第k阶段,N条路径所走过的边的总长度的计算,在这里我就用gk(sk,uk)来表示了: 边界条件为 可见将原来的动态规划算法移植到这个问题上来,在理论上还是完全可行的。但是,现在的这个动态规划算法的时空复杂度已经是关于N的指数函数,只要N稍微大一点,这个算法就不可能实现了。 下面我们换一个思路,将N条路径看成是网络中一个流量为N的流,这样求解的目标就是使这个流的费用最大。但是本题又不同于一般的费用流问题,在每一条边e上的流费用并不是流量和边权的乘积 ,而是用下式计算: 为了使经典的费用流算法适用于本题,我们需要将模型稍微转化一下: 如图,将每条边拆成两条。拆开后一条边上有权,但是容量限制为1;另一条边没有容量限制,但是流过这条边就不能计算费用了。这样我们就把问题转化成了一个标准的最大费用固定流问题。 这个算法可以套用经典的最小费用最大流算法,在此就不细说了。(参见附录中的源程序) 这个例题是我仿照IOI97的“障碍物探测器”一题[6]编出来的。“障碍物探测器”比这一题要复杂一些,但是基本思想是相似的。类似的题目还有99年冬令营的“迷宫改造”[7]。从这些题目中都可以看到动态规划和网络流的联系。 推广到一般情况,任何有向无环图中的费用流问题在理论上说,都可以用动态规划来解决。对于流量为N(如果流量不固定,这个N需要事先求出来)的费用流问题,用N维的变量sk=(sk,1,sk,2,…,sk,N)来描述状态,其中sk,i?V(1£i£N)。相应的,决策也用N维的变量uk=(uk,1,uk,2,…,uk,N)来表示,其中uk,i?E(sk,i)(1£i£N),E(v)表示指向v的弧集。则状态转移方程可以这样表示: sk-1,i = uk,i的弧尾结点 规划方程为 边界条件为 但是,由于动态规划算法是指数级算法,因而在实现中的局限性很大,仅可用于一些N非常小的题目。然而在竞赛解题中,比如上面说到的IOI97以及99冬令营测试时,我们使用动态规划的倾向性很明显(“障碍物探测器”中,我们用的是贪心策略,求N=1或N=2时的局部最优解[8])。这主要有两个原因: 一. 虽然网络流有着经典的算法,但是在竞赛中不可能出现经典的问题。如果要运用网络流算法,则需要经过一番模型转化,有时这个转化还是相当困难的。因此在算法的设计上,灵活巧妙的动态规划算法反而要更为简单一些。 二. 网络流算法实现起来很繁,这是被人们公认的。因而在竞赛的紧张环境中,实现起来有一定模式的动态规划算法又多了一层优势。 正由于动态规划算法在设计和实现上的简便性,所以在N不太大时,也就是在动态规划可行的情况下,我们还是应该尽量运用动态规划。 §4结语 本文的内容比较杂,是我几年来对动态规划的参悟理解、心得体会。虽然主要的篇幅讲的都是理论,但是根本的目的还是指导实践。 动态规划,据我认为,是当今信息学竞赛中最灵活、也最能体现解题者水平的一类解题方法。本文内容虽多,不能涵盖动态规划之万一。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”要想真正领悟、理解动态规划的思想,掌握动态规划的解题技巧,还需要在实践中不断地挖掘、探索。实践得多了,也就能体会到渐入佳境之妙了。 动态规划, 算法之常, 运用之妙, 存乎一心。

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