上一次我們提到動態規劃(Dynamic Programming, DP)是一種通過將問題拆分為較小的子問題並存儲這些子問題的解來解決複雜問題的方法。這種方法尤其適用於那些具有重疊子問題和最優子結構的問題,使得每個子問題只解一次並將其解存儲在表格中,這樣可以在需要時再次使用,因而可以提高效率。
這一次我們講到進階動態規劃技術,通常涉及更複雜的狀態定義或是改進的狀態轉移方程。以「狀態壓縮」技術為例,可以將多維的狀態信息壓縮到一維或者更少的維度,這常見於解決棋盤類問題或是需要記錄集合狀態的場合。
另一個進階技術是「記憶化搜索」,它是動態規劃與深度優先搜索(DFS)的結合,通過遞歸的方式進行狀態的轉移,並在進行遞歸前先檢查該狀態是否已經被計算過,從而避免重複計算。
在處理更複雜的動態規劃問題時,可能會遇到需要進行多階段決策的場景,這時「多階段決策過程」(MDP)模型就顯得尤為重要。這種模型不僅考慮當前的決策如何影響即時的獎勵,還考慮長遠的影響,這種長遠影響通常用一個折扣因子來表示,以平衡近期與遠期的利益。
最後,「概率動態規劃」引入了隨機性,這在金融數學模型或是操作研究中特別常見。在這些問題中,決策的後果不是確定的,而是有一定的概率,因此需要計算期望值來進行最優決策。
這些進階的動態規劃方法不僅擴展了動態規劃的應用範圍,也提高了解決複雜問題的效率與精確度,使得動態規劃在科學研究和工業應用中都占有一席之地。
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