備忘錄方法

備忘錄方法

備忘錄方法是動態規劃方法的變形。與動態規划算法不同的是,備忘錄方法的遞歸方式是自頂向下的,而動態規划算法則是自底向上的。

基本信息

e.g. 求LCS的問題。當xi=yj時,求C[i,j]只需知道C[i-1,j-1]

而無需用到C[i,0]~C[i,j-1]及C[i-1,j]~C[i-1,n]。

∴ 當只需求出一個LCS時,

可能有一些C[p,q]在整個求解過程中都不會用到。

一般地,當某個問題可以用動態規劃法求解,

但二維數組中有相當一部分元素在整個計算中都不會被用到。我們就不需要以遞推方式逐個計算二維數組中元素,

而採用備忘錄方法

:數組中的元素只是在需要計算時才去計算,

計算採用遞歸方式,值計算出來之後將其保存起來以備它用。

e.g. LCS問題:

首先將C[i,0](0≤i≤m)與C[0,j](1≤j≤n)初始化為0。

其餘m×n個C[i,j]全部初始化為-1。

計算C[i,j]的遞歸算法LCS_L2(X,Y, i,j,C)(備忘錄方法):

若x[i]=y[j],則去檢查C[i-1,j-1],若C[i-1,j-1]> -1(已經計算出來),就直接把C[i-1,j-1]+1賦給C[i,j],返回。

若C[i-1,j-1]=-1(尚未計算出來),

就遞歸調用LCS_L2(X,Y, i-1,j-1,C) 計算出C[i-1,j-1],

然後再把C[i-1,j-1]+1賦給C[i,j] ,返回。

若x[i] ¹ y[j],則要檢查C[i-1,j]和C[i,j-1]。

若兩者

均 > -1(已經計算出來),

則把max{ C[i-1,j], C[i,j-1]} 賦給C[i,j],返回。

若C[i-1,j], C[i,j-1] 兩者中有一個等於-1(尚未計算出來),

或兩者均等於-1,就遞歸調用LCS_L2將其計算出來,

然後再把max{ C[i-1,j], C[i,j-1]} 賦給C[i,j]。

∴若有大量的子問題無需求解時,用備忘錄方法較省時。

但當無需計算的子問題只有少部分或全部都要計算時,

用遞推方法比備忘錄方法要好(如矩陣連乘,最優二分搜尋樹)。

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