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多边形游戏与动态规划

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简介:
《多边形游戏与动态规划》一文深入探讨了如何运用动态规划技术解决复杂的多边形游戏问题,提供了算法设计和优化策略。 动态规划算法通常用于解决具有最优性质的问题,在这类问题中有许多可行解。每个解都对应一个值,我们希望找到具有最优值的解。动态规划与分治法类似,其基本思想是将待求解问题分解成若干个子问题,并先求解这些子问题,然后从它们的解中得出原问题的答案。然而,不同于分治法的是,在适合使用动态规划解决问题的情况下,经由分解得到的子问题是不互相独立的。如果用分治法来处理这类问题,则会生成大量重复计算过的相同子问题。如果我们能够保存已解决的子问题的结果,并在需要时直接查找这些结果而不是重新计算它们的话,就可以节省大量的时间。我们可以使用一个表记录所有已经解决过的子问题的答案,不论该子问题之后是否会被再次用到,只要它被求解过就将其答案填入表中。这就是动态规划的基本思路。具体的动态规划算法有很多种类,但都遵循相同的表格填写格式。 关于多边形游戏的问题描述:给定一个有N个顶点的多边形,每个顶点上标有一个整数,并且每条边上标有加号(+)或乘号(×),这N条边按照顺时针方向依次编号为1至N。

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    《多边形游戏与动态规划》一文深入探讨了如何运用动态规划技术解决复杂的多边形游戏问题,提供了算法设计和优化策略。 动态规划算法通常用于解决具有最优性质的问题,在这类问题中有许多可行解。每个解都对应一个值,我们希望找到具有最优值的解。动态规划与分治法类似,其基本思想是将待求解问题分解成若干个子问题,并先求解这些子问题,然后从它们的解中得出原问题的答案。然而,不同于分治法的是,在适合使用动态规划解决问题的情况下,经由分解得到的子问题是不互相独立的。如果用分治法来处理这类问题,则会生成大量重复计算过的相同子问题。如果我们能够保存已解决的子问题的结果,并在需要时直接查找这些结果而不是重新计算它们的话,就可以节省大量的时间。我们可以使用一个表记录所有已经解决过的子问题的答案,不论该子问题之后是否会被再次用到,只要它被求解过就将其答案填入表中。这就是动态规划的基本思路。具体的动态规划算法有很多种类,但都遵循相同的表格填写格式。 关于多边形游戏的问题描述:给定一个有N个顶点的多边形,每个顶点上标有一个整数,并且每条边上标有加号(+)或乘号(×),这N条边按照顺时针方向依次编号为1至N。
  • 利用方法解决问题
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    本研究采用动态规划策略,旨在高效求解一类涉及路径选择与资源优化的多边形游戏问题,提出了一种新颖算法以降低时间复杂度。 多边形游戏是一个单人玩的游戏,在开始阶段有一个由n个顶点构成的多边形。每个顶点被赋予一个整数值,并且每条边都被分配了一个运算符“+”或“*”。所有边依次用整数从1到n编号。玩家首先删除一条边,之后进行n-1步操作: (1)选择一条边E以及由它连接的两个顶点V1和V2; (2)使用一个新的顶点替代这条边及其两端的顶点,并将这个新顶点赋予通过运算符计算得到的结果。 游戏最终结束于只剩下一个顶点,该顶点上的整数值即为玩家得分。问题在于如何对于给定的多边形,找到使最后得分最高的策略。 ### 动态规划解决方法 #### 题目背景与分析 这是一个涉及数学和决策选择的问题,在其中需要通过一系列步骤来最大化最终得分。每个阶段的选择会影响后续的操作结果,因此可以使用动态规划的方法进行求解。 #### 算法设计思路 1. **初始化**:定义状态矩阵`m[i][j]`用于记录从i开始长度为j的子序列的最大值和最小值。 2. **递推公式**: - 对于每个可能链长(从2到n),以及起始位置(从1到n); - 遍历所有分割点`s`,计算两个子问题的结果并更新状态矩阵中的最大、最小值。 #### 具体步骤 - 初始化状态数组。 - 使用递推公式迭代填充该数组。对于每一个长度和起点组合,尝试每一种可能的分段方式来找到最优解,并根据运算符的不同情况(加法或乘法)进行相应的计算更新结果。 - 最终返回整个序列的最大值作为答案。 #### 示例代码 以下是用于实现上述算法的一个简化版本示例: ```cpp #include using namespace std; int n; int m[100][100][2]; // 状态矩阵,存储子问题的解 char op[100]; void MIN_MAX(int i, int s, int j, int& minf, int& maxf) { int a = m[i][s][0], b = m[i][s][1]; int c = m[(i + s - 1) % n + 1][(j - s)][0], d = m[(i + s - 1) % n + 1][(j - s)][1]; if (op[(i+s-1)%n+1] == +) { minf = a + c; maxf = b + d; } else { int e[4]; e[0]=a*c;e[1]=b*d;e[2]=a*d;e[3]=b*c; for(int r=0;r<4;++r) if(minf>e[r]) minf=e[r]; else if(maxf minf) m[i][j-1][0]=minf; if(m[i][j-1][1]
  • 最优三角
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    本文探讨了使用动态规划方法解决凸多边形最优三角划分问题的技术和算法,旨在寻找具有最小权重和的解。 问题描述:介绍了凸多边形最优三角剖分的问题背景,并使用C++实现了该算法,代码中有详细的注释以及可执行程序。
  • 关于凸最优三角剖分的报告.doc
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    本报告探讨了利用动态规划方法解决凸多边形最优三角剖分问题,分析了算法设计与实现,并提供了优化策略和实验结果。 算法设计与分析实验报告 本报告旨在深入理解动态规划的概念并将其应用于凸多边形的最优三角剖分问题。 一、问题描述 凸多边形的三角剖分是指将一个凸多边形分割成若干个互不相交的三角形,这些三角形由多边形的边或内部弦组成。在给定权函数w的情况下,找到一种使所有三角形总权重最小化的剖分方式被称为最优三角剖分。 二、实验目的 1. 掌握动态规划算法的基本思想和应用。 2. 实现并理解凸多边形最优三角剖分的细节。 三、实验原理 1. 最优子结构:对于一个凸(n+1)边形P,其最优三角剖分T包含某个特定三角形V0VkVn(其中k在1到n之间),则该三角剖分的权重等于此三角形的权重加上两个由之分割出的小多边形{Vi-1, Vi... Vk}和{Vk, Vk+1... Vj}各自的最优解。 2. 递推关系:设t[i][j]表示凸多边形从顶点i到j(包括这两个端点)的最优三角剖分值,那么可以通过一个递归公式计算得到。 四、实验设计 输入数据格式为预设了6个顶点的凸多边形,并定义了各个顶点间的边权重。 输出结果包含两个部分:一是该多边形的最小权值(即最优解的总重量),二是具体的三角剖分结构。 五、实验结果与分析 通过验证,程序计算出的结果准确无误。此外,还使用图表对结果进行了进一步分析以直观展示数据趋势和特性。 六、结论 尽管本项目已实现了一个基础版本的动态规划解决方案,但仍存在优化空间。理想情况下,应允许用户自定义多边形顶点数量及坐标,并自动计算权重进行三角剖分。这需要更复杂的输入验证机制来增强程序的功能性和用户体验度。 七、程序源码 在代码中使用了二维数组weight存储多边形的边权重值,通过动态规划算法minWeightTriangulation求解最优权值,并利用Traceback函数追踪并输出具体的三角剖分结构。此方法的时间复杂性为O(n^3),空间复杂度为O(n^2)。 总结而言,本报告全面介绍了凸多边形的最优三角剖分问题,从定义、算法设计到实验结果分析以及进一步改进的方向进行了详尽探讨,有助于深入理解和实现此类动态规划技术。
  • C++编程的实现
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    本项目通过C++语言实现了经典的多边形游戏,涉及图形渲染、碰撞检测和物理模拟等技术,为用户提供丰富的互动体验。 多边形游戏是一个单人玩的游戏,在开始时有一个由n个顶点构成的多边形。每个顶点被赋予一个整数值,每条边则被赋予运算符“+”或“*”。所有边依次用从1到n的数字编号。 游戏的第一步是删除一条边。接下来进行n-1次操作:首先选择一条边E及它连接的两个顶点V1和V2;然后使用一个新的顶点取代这条边及其相连的这两个顶点,并将新顶点赋予通过边E上的运算符作用于V1和V2整数值的结果。 当所有边都被删除后,游戏结束。玩家的游戏得分即为最后剩余的那个顶点所携带的整数值。 输入格式: - 第一行包含一个表示多边形中顶点个数n的正整数。 - 接下来的第二行则包括了数字和字符共2*n项,依次代表每个顶点上的值以及每条边上对应的运算符。例如:对于上图中的问题,“+”号代表加法操作,“x”(小写字母)表示乘法。 输出格式: - 输出一个整数,即玩家在此游戏中可能达到的最高得分。 示例输入: ``` 5 10 + -1 x -2 x 3 + -8 x ``` 示例输出: ``` 486 ```
  • 基于的石子策略分析
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    本文探讨了运用动态规划方法解决经典石子游戏问题的策略,深入分析了最优解法,并提供了实例验证。 问题描述: 在一个圆形操场的四周摆放着n 堆石子。现要将这些石子有次序地合并成一堆。规定每次只能选择相邻的两堆石子进行合并,并且把这次操作得到的新堆石子数量记为该次操作的得分。 编程任务: 对于给定数量(1≤n≤100)的n堆石子,编写程序计算将所有这些石子合并成一堆时所能获得的最大和最小总分值。 数据输入: 由文件input.txt提供输入数据。此文件的第一行包含一个正整数n, 表示有n堆石子。第二行为n个数字,每个数字代表每堆石子的数量。 结果输出: 程序运行结束后,将计算的结果输出到output.txt 文件中。该文件的第1 行应显示最小得分;第2 行则为最大得分。
  • 优质
    《游戏规划书》是一份详尽的游戏开发指南,涵盖了从创意概念到最终产品发布的所有步骤和策略。它为开发者提供了设计、编程及测试的具体指导,是游戏制作不可或缺的核心文档。 游戏开发策划书是一款小游戏的开发文档,包含详细的操作过程和设计理念。这是课程设计作业的一部分,希望能为大家提供帮助。
  • 段图的.txt
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    本文件探讨了利用动态规划方法解决涉及多个图形的问题。通过优化算法,旨在高效地处理复杂结构间的相互关系和模式识别任务。 动态规划算法的多端图问题可以在Visual Studio 2019环境中实现。
  • 方案
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    《游戏规划方案》是一份详细阐述游戏设计与开发策略的文档,涵盖了市场分析、玩家定位、游戏机制设定及盈利模式等内容,旨在指导团队高效创作受欢迎的游戏作品。 这是名为木偶乐园的游戏策划方案,其中包括详细的游戏策划过程。
  • Python算法
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    本课程探讨Python编程语言在解决动态规划问题中的应用,涵盖基础概念、核心算法及实际案例分析。 使用Python语言结合动态规划算法可以高效地解决许多复杂问题。动态规划通过将问题分解为更小的子问题,并存储这些子问题的答案以避免重复计算,从而优化了程序性能。这种方法特别适用于具有重叠子问题和最优子结构的问题。 在实现基于动态规划的解决方案时,首先需要明确状态定义以及如何从已知的状态推导出新的状态。此外,在Python中使用字典或列表来存储中间结果可以简化代码并提高效率。通过这种方式,程序员能够针对特定任务设计高效且易于理解的算法。