方格取数路径优化算法:最大和求解

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方格取数系列算法分析 方格取数是一个经典的问题,涉及在一个给定的N×N方格图(N≤8)中寻找路径,其中包含正整数和0。玩家从左上角的A点出发,按照向下或向右的规则移动,直到到达右下角的B点。目标是在两条路径上取走的数字之和达到最大。这个问题源于1997年国际信息学奥林匹克的障碍物探测器竞赛题目,但在此简化版本中,只考虑两次路径。 问题的关键在于设计动态规划策略来解决。首先,定义一个二维数组`data`,存储每个位置的数值,同时为了处理边界条件,添加了零行和零列。数组`sum`用于记录从A点到每个位置所能取得的最大数之和。初始化时,`sum`的零行和零列设置为0。 对于每个位置`(i, j)`(非边界),算法计算两种可能路径的价值:一种是通过上一个位置(`sum[i-1, j]`),另一种是通过左侧位置(`sum[i, j-1]`)。然后选择较大者加上当前位置的数值`data[i, j]`更新`sum[i, j]`。遍历结束后,`sum`数组不仅包含了最大路径和,还蕴含了路径信息,可以通过回溯找到最优路径。 具体步骤如下: 1. 初始化`sum`数组,添加零行和零列,并设置值为0。 2. 遍历`data`矩阵: - 对于每个内部位置 `(i, j)`: - 比较`sum[i-1, j]` 和 `sum[i, j-1]` 的值。 - 如果`sum[i-1, j]`较大,则`sum[i, j]`更新为`sum[i-1, j] + data[i, j]`。 - 否则,`sum[i, j]` 更新为`sum[i, j-1] + data[i, j]`。 3. 最终`sum[N-1, N-1]`即为所求的两条路径上最大数字之和。 4. 回溯路径:根据`sum`数组的值,从`N-1, N-1`开始,每次选择上一步中使和增加较多的那个方向,直到回到A点。 总结来说,方格取数问题利用动态规划的思想,通过迭代求解每个位置的最大路径和,再通过倒推确定最优路径,最终求得两条路径上数字之和的最大值。这是一个典型的应用了数学优化方法和递归思想的算法问题。