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synced 2026-11-09 03:02:35 +08:00
Retranslate the complete Japanese online edition from Chinese (#2008)
* Retranslate the complete Japanese online edition from Chinese * Fit Japanese homepage labels and localize heading permalinks * Point Japanese contribution instructions to the Japanese preview * Replace locale conditionals with multilingual UI tables
This commit is contained in:
@@ -7,31 +7,31 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
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def backtrack(choices: list[int], state: int, n: int, res: list[int]) -> int:
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"""バックトラッキング"""
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# 第 n 段に到達したら、方法数を 1 増やす
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# n 段目に到達したら、方法の数を 1 増やす
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if state == n:
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res[0] += 1
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# すべての選択肢を走査
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# すべての選択肢を走査する
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for choice in choices:
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# 枝刈り: 第 n 段を超えないようにする
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# 枝刈り:n 段目を越えてはならない
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if state + choice > n:
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continue
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# 試行: 選択を行い、状態を更新
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# 試行:選択を行い、状態を更新する
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backtrack(choices, state + choice, n, res)
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# バックトラック
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# 復元
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def climbing_stairs_backtrack(n: int) -> int:
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"""階段登り:バックトラッキング"""
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choices = [1, 2] # 1 段または 2 段上ることを選べる
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state = 0 # 第 0 段から上り始める
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||||
res = [0] # res[0] を使って方法数を記録する
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||||
"""階段の上り方:バックトラッキング"""
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choices = [1, 2] # 1 段または 2 段上ることを選択できる
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||||
state = 0 # 0 段目から上り始める
|
||||
res = [0] # res[0] に方法の数を記録する
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||||
backtrack(choices, state, n, res)
|
||||
return res[0]
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||||
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"""Driver Code"""
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"""実行用コード"""
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if __name__ == "__main__":
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n = 9
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res = climbing_stairs_backtrack(n)
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||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通りです")
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||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通り")
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||||
@@ -6,24 +6,24 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
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def climbing_stairs_constraint_dp(n: int) -> int:
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"""制約付き階段登り:動的計画法"""
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"""制約付きの階段の上り方:動的計画法"""
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||||
if n == 1 or n == 2:
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return 1
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||||
# 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
|
||||
# 部分問題の解を格納する dp テーブルを初期化する
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||||
dp = [[0] * 3 for _ in range(n + 1)]
|
||||
# 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
|
||||
# 初期状態:最小の部分問題の解を設定する
|
||||
dp[1][1], dp[1][2] = 1, 0
|
||||
dp[2][1], dp[2][2] = 0, 1
|
||||
# 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
|
||||
# 状態遷移:小さな部分問題から順に大きな部分問題を解く
|
||||
for i in range(3, n + 1):
|
||||
dp[i][1] = dp[i - 1][2]
|
||||
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2]
|
||||
return dp[n][1] + dp[n][2]
|
||||
|
||||
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||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
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n = 9
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||||
res = climbing_stairs_constraint_dp(n)
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||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通りです")
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通り")
|
||||
|
||||
@@ -6,8 +6,8 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
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||||
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||||
def dfs(i: int) -> int:
|
||||
"""検索"""
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||||
# dp[1] と dp[2] は既知なので返す
|
||||
"""探索"""
|
||||
# dp[1] と dp[2] は既知なので、その値を返す
|
||||
if i == 1 or i == 2:
|
||||
return i
|
||||
# dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
|
||||
@@ -16,13 +16,13 @@ def dfs(i: int) -> int:
|
||||
|
||||
|
||||
def climbing_stairs_dfs(n: int) -> int:
|
||||
"""階段登り:探索"""
|
||||
"""階段の上り方:探索"""
|
||||
return dfs(n)
|
||||
|
||||
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||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
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||||
n = 9
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||||
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||||
res = climbing_stairs_dfs(n)
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通りです")
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通り")
|
||||
|
||||
@@ -7,10 +7,10 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
def dfs(i: int, mem: list[int]) -> int:
|
||||
"""メモ化探索"""
|
||||
# dp[1] と dp[2] は既知なので返す
|
||||
# dp[1] と dp[2] は既知なので、その値を返す
|
||||
if i == 1 or i == 2:
|
||||
return i
|
||||
# dp[i] の記録があれば、それをそのまま返す
|
||||
# dp[i] が記録済みなら、その値をそのまま返す
|
||||
if mem[i] != -1:
|
||||
return mem[i]
|
||||
# dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
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||||
@@ -21,15 +21,15 @@ def dfs(i: int, mem: list[int]) -> int:
|
||||
|
||||
|
||||
def climbing_stairs_dfs_mem(n: int) -> int:
|
||||
"""階段登り:メモ化探索"""
|
||||
# mem[i] は第 i 段まで上る方法の総数を記録し、-1 は未記録を表す
|
||||
"""階段の上り方:メモ化探索"""
|
||||
# mem[i] は i 段目まで上る方法の総数を記録し、-1 は未記録を表す
|
||||
mem = [-1] * (n + 1)
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||||
return dfs(n, mem)
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
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||||
n = 9
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||||
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||||
res = climbing_stairs_dfs_mem(n)
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通りです")
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通り")
|
||||
|
||||
@@ -6,21 +6,21 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def climbing_stairs_dp(n: int) -> int:
|
||||
"""階段登り:動的計画法"""
|
||||
"""階段の上り方:動的計画法"""
|
||||
if n == 1 or n == 2:
|
||||
return n
|
||||
# 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
|
||||
# 部分問題の解を格納する dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [0] * (n + 1)
|
||||
# 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
|
||||
# 初期状態:最小の部分問題の解を設定する
|
||||
dp[1], dp[2] = 1, 2
|
||||
# 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
|
||||
# 状態遷移:小さな部分問題から順に大きな部分問題を解く
|
||||
for i in range(3, n + 1):
|
||||
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]
|
||||
return dp[n]
|
||||
|
||||
|
||||
def climbing_stairs_dp_comp(n: int) -> int:
|
||||
"""階段登り:空間最適化した動的計画法"""
|
||||
"""階段の上り方:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
if n == 1 or n == 2:
|
||||
return n
|
||||
a, b = 1, 2
|
||||
@@ -29,12 +29,12 @@ def climbing_stairs_dp_comp(n: int) -> int:
|
||||
return b
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
n = 9
|
||||
|
||||
res = climbing_stairs_dp(n)
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通りです")
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通り")
|
||||
|
||||
res = climbing_stairs_dp_comp(n)
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通りです")
|
||||
print(f"{n} 段の階段を上る方法は全部で {res} 通り")
|
||||
|
||||
@@ -6,31 +6,31 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def coin_change_dp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
"""コイン両替:動的計画法"""
|
||||
"""硬貨の両替:動的計画法"""
|
||||
n = len(coins)
|
||||
MAX = amt + 1
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [[0] * (amt + 1) for _ in range(n + 1)]
|
||||
# 状態遷移:先頭行と先頭列
|
||||
for a in range(1, amt + 1):
|
||||
dp[0][a] = MAX
|
||||
# 状態遷移: 残りの行と列
|
||||
# 状態遷移:残りの行と列
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
for a in range(1, amt + 1):
|
||||
if coins[i - 1] > a:
|
||||
# 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
|
||||
# 目標金額を超える場合、硬貨 i を選ばない
|
||||
dp[i][a] = dp[i - 1][a]
|
||||
else:
|
||||
# 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
|
||||
# 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さいほうの値
|
||||
dp[i][a] = min(dp[i - 1][a], dp[i][a - coins[i - 1]] + 1)
|
||||
return dp[n][amt] if dp[n][amt] != MAX else -1
|
||||
|
||||
|
||||
def coin_change_dp_comp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
"""コイン交換:空間最適化後の動的計画法"""
|
||||
"""硬貨の両替:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n = len(coins)
|
||||
MAX = amt + 1
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [MAX] * (amt + 1)
|
||||
dp[0] = 0
|
||||
# 状態遷移
|
||||
@@ -38,23 +38,23 @@ def coin_change_dp_comp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
# 順方向に走査する
|
||||
for a in range(1, amt + 1):
|
||||
if coins[i - 1] > a:
|
||||
# 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
|
||||
# 目標金額を超える場合、硬貨 i を選ばない
|
||||
dp[a] = dp[a]
|
||||
else:
|
||||
# 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
|
||||
# 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さいほうの値
|
||||
dp[a] = min(dp[a], dp[a - coins[i - 1]] + 1)
|
||||
return dp[amt] if dp[amt] != MAX else -1
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
coins = [1, 2, 5]
|
||||
amt = 4
|
||||
|
||||
# 動的計画法
|
||||
res = coin_change_dp(coins, amt)
|
||||
print(f"目標金額を作るのに必要な最小硬貨枚数は {res}")
|
||||
print(f"目標金額にするために必要な硬貨の最小枚数は {res}")
|
||||
|
||||
# 空間最適化後の動的計画法
|
||||
# 空間を最適化した動的計画法
|
||||
res = coin_change_dp_comp(coins, amt)
|
||||
print(f"目標金額を作るのに必要な最小硬貨枚数は {res}")
|
||||
print(f"目標金額にするために必要な硬貨の最小枚数は {res}")
|
||||
|
||||
@@ -6,9 +6,9 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def coin_change_ii_dp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
"""コイン両替 II:動的計画法"""
|
||||
"""硬貨の両替 II:動的計画法"""
|
||||
n = len(coins)
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [[0] * (amt + 1) for _ in range(n + 1)]
|
||||
# 先頭列を初期化する
|
||||
for i in range(n + 1):
|
||||
@@ -17,18 +17,18 @@ def coin_change_ii_dp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
for a in range(1, amt + 1):
|
||||
if coins[i - 1] > a:
|
||||
# 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
|
||||
# 目標金額を超える場合、硬貨 i を選ばない
|
||||
dp[i][a] = dp[i - 1][a]
|
||||
else:
|
||||
# コイン i を選ばない場合と選ぶ場合の和
|
||||
# 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の方法の数の和
|
||||
dp[i][a] = dp[i - 1][a] + dp[i][a - coins[i - 1]]
|
||||
return dp[n][amt]
|
||||
|
||||
|
||||
def coin_change_ii_dp_comp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
"""コイン両替 II:空間最適化した動的計画法"""
|
||||
"""硬貨の両替 II:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n = len(coins)
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [0] * (amt + 1)
|
||||
dp[0] = 1
|
||||
# 状態遷移
|
||||
@@ -36,23 +36,23 @@ def coin_change_ii_dp_comp(coins: list[int], amt: int) -> int:
|
||||
# 順方向に走査する
|
||||
for a in range(1, amt + 1):
|
||||
if coins[i - 1] > a:
|
||||
# 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
|
||||
# 目標金額を超える場合、硬貨 i を選ばない
|
||||
dp[a] = dp[a]
|
||||
else:
|
||||
# コイン i を選ばない場合と選ぶ場合の和
|
||||
# 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の方法の数の和
|
||||
dp[a] = dp[a] + dp[a - coins[i - 1]]
|
||||
return dp[amt]
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
coins = [1, 2, 5]
|
||||
amt = 5
|
||||
|
||||
# 動的計画法
|
||||
res = coin_change_ii_dp(coins, amt)
|
||||
print(f"目標金額を作る硬貨の組み合わせ数は {res}")
|
||||
print(f"目標金額になる硬貨の組み合わせの数は {res}")
|
||||
|
||||
# 空間最適化後の動的計画法
|
||||
# 空間を最適化した動的計画法
|
||||
res = coin_change_ii_dp_comp(coins, amt)
|
||||
print(f"目標金額を作る硬貨の組み合わせ数は {res}")
|
||||
print(f"目標金額になる硬貨の組み合わせの数は {res}")
|
||||
|
||||
@@ -6,20 +6,20 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def edit_distance_dfs(s: str, t: str, i: int, j: int) -> int:
|
||||
"""編集距離:総当たり探索"""
|
||||
# s と t がともに空なら 0 を返す
|
||||
"""編集距離:全探索"""
|
||||
# s と t がともに空の場合、0 を返す
|
||||
if i == 0 and j == 0:
|
||||
return 0
|
||||
# s が空なら t の長さを返す
|
||||
# s が空の場合、t の長さを返す
|
||||
if i == 0:
|
||||
return j
|
||||
# t が空なら s の長さを返す
|
||||
# t が空の場合、s の長さを返す
|
||||
if j == 0:
|
||||
return i
|
||||
# 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
|
||||
# 2 つの文字が等しい場合、その 2 文字をスキップする
|
||||
if s[i - 1] == t[j - 1]:
|
||||
return edit_distance_dfs(s, t, i - 1, j - 1)
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入、削除、置換の 3 操作での最小編集回数 + 1
|
||||
insert = edit_distance_dfs(s, t, i, j - 1)
|
||||
delete = edit_distance_dfs(s, t, i - 1, j)
|
||||
replace = edit_distance_dfs(s, t, i - 1, j - 1)
|
||||
@@ -29,22 +29,22 @@ def edit_distance_dfs(s: str, t: str, i: int, j: int) -> int:
|
||||
|
||||
def edit_distance_dfs_mem(s: str, t: str, mem: list[list[int]], i: int, j: int) -> int:
|
||||
"""編集距離:メモ化探索"""
|
||||
# s と t がともに空なら 0 を返す
|
||||
# s と t がともに空の場合、0 を返す
|
||||
if i == 0 and j == 0:
|
||||
return 0
|
||||
# s が空なら t の長さを返す
|
||||
# s が空の場合、t の長さを返す
|
||||
if i == 0:
|
||||
return j
|
||||
# t が空なら s の長さを返す
|
||||
# t が空の場合、s の長さを返す
|
||||
if j == 0:
|
||||
return i
|
||||
# 記録済みなら、それをそのまま返す
|
||||
# 記録済みなら、その値をそのまま返す
|
||||
if mem[i][j] != -1:
|
||||
return mem[i][j]
|
||||
# 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
|
||||
# 2 つの文字が等しい場合、その 2 文字をスキップする
|
||||
if s[i - 1] == t[j - 1]:
|
||||
return edit_distance_dfs_mem(s, t, mem, i - 1, j - 1)
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入、削除、置換の 3 操作での最小編集回数 + 1
|
||||
insert = edit_distance_dfs_mem(s, t, mem, i, j - 1)
|
||||
delete = edit_distance_dfs_mem(s, t, mem, i - 1, j)
|
||||
replace = edit_distance_dfs_mem(s, t, mem, i - 1, j - 1)
|
||||
@@ -62,20 +62,20 @@ def edit_distance_dp(s: str, t: str) -> int:
|
||||
dp[i][0] = i
|
||||
for j in range(1, m + 1):
|
||||
dp[0][j] = j
|
||||
# 状態遷移: 残りの行と列
|
||||
# 状態遷移:残りの行と列
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
for j in range(1, m + 1):
|
||||
if s[i - 1] == t[j - 1]:
|
||||
# 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
|
||||
# 2 つの文字が等しい場合、その 2 文字をスキップする
|
||||
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
|
||||
else:
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入、削除、置換の 3 操作での最小編集回数 + 1
|
||||
dp[i][j] = min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1
|
||||
return dp[n][m]
|
||||
|
||||
|
||||
def edit_distance_dp_comp(s: str, t: str) -> int:
|
||||
"""編集距離:空間最適化した動的計画法"""
|
||||
"""編集距離:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n, m = len(s), len(t)
|
||||
dp = [0] * (m + 1)
|
||||
# 状態遷移:先頭行
|
||||
@@ -90,16 +90,16 @@ def edit_distance_dp_comp(s: str, t: str) -> int:
|
||||
for j in range(1, m + 1):
|
||||
temp = dp[j]
|
||||
if s[i - 1] == t[j - 1]:
|
||||
# 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
|
||||
# 2 つの文字が等しい場合、その 2 文字をスキップする
|
||||
dp[j] = leftup
|
||||
else:
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
|
||||
# 最小編集回数 = 挿入、削除、置換の 3 操作での最小編集回数 + 1
|
||||
dp[j] = min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1
|
||||
leftup = temp # 次の反復の dp[i-1, j-1] に更新する
|
||||
return dp[m]
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
s = "bag"
|
||||
t = "pack"
|
||||
@@ -107,17 +107,17 @@ if __name__ == "__main__":
|
||||
|
||||
# 全探索
|
||||
res = edit_distance_dfs(s, t, n, m)
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最小で {res} 回の編集が必要です")
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最低 {res} 回の編集が必要")
|
||||
|
||||
# メモ化探索
|
||||
mem = [[-1] * (m + 1) for _ in range(n + 1)]
|
||||
res = edit_distance_dfs_mem(s, t, mem, n, m)
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最小で {res} 回の編集が必要です")
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最低 {res} 回の編集が必要")
|
||||
|
||||
# 動的計画法
|
||||
res = edit_distance_dp(s, t)
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最小で {res} 回の編集が必要です")
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最低 {res} 回の編集が必要")
|
||||
|
||||
# 空間最適化後の動的計画法
|
||||
# 空間を最適化した動的計画法
|
||||
res = edit_distance_dp_comp(s, t)
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最小で {res} 回の編集が必要です")
|
||||
print(f"{s} を {t} に変更するには最低 {res} 回の編集が必要")
|
||||
|
||||
@@ -6,77 +6,77 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def knapsack_dfs(wgt: list[int], val: list[int], i: int, c: int) -> int:
|
||||
"""0-1 ナップサック:総当たり探索"""
|
||||
# すべての品物を選び終えたか、ナップサックに残り容量がなければ、価値 0 を返す
|
||||
"""0-1 ナップサック問題:全探索"""
|
||||
# すべての品物を選び終えたか、ナップサックの残り容量がなければ、価値 0 を返す
|
||||
if i == 0 or c == 0:
|
||||
return 0
|
||||
# ナップサック容量を超える場合は、入れない選択しかできない
|
||||
# ナップサックの容量を超える場合、入れない選択しかできない
|
||||
if wgt[i - 1] > c:
|
||||
return knapsack_dfs(wgt, val, i - 1, c)
|
||||
# 品物 i を入れない場合と入れる場合の最大価値を計算する
|
||||
no = knapsack_dfs(wgt, val, i - 1, c)
|
||||
yes = knapsack_dfs(wgt, val, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1]
|
||||
# 2つの案のうち価値が大きいほうを返す
|
||||
# 2 通りの選択のうち、価値が大きいほうを返す
|
||||
return max(no, yes)
|
||||
|
||||
|
||||
def knapsack_dfs_mem(
|
||||
wgt: list[int], val: list[int], mem: list[list[int]], i: int, c: int
|
||||
) -> int:
|
||||
"""0-1 ナップサック:メモ化探索"""
|
||||
# すべての品物を選び終えたか、ナップサックに残り容量がなければ、価値 0 を返す
|
||||
"""0-1 ナップサック問題:メモ化探索"""
|
||||
# すべての品物を選び終えたか、ナップサックの残り容量がなければ、価値 0 を返す
|
||||
if i == 0 or c == 0:
|
||||
return 0
|
||||
# 既に記録があればそのまま返す
|
||||
# 記録済みなら、その値をそのまま返す
|
||||
if mem[i][c] != -1:
|
||||
return mem[i][c]
|
||||
# ナップサック容量を超える場合は、入れない選択しかできない
|
||||
# ナップサックの容量を超える場合、入れない選択しかできない
|
||||
if wgt[i - 1] > c:
|
||||
return knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, i - 1, c)
|
||||
# 品物 i を入れない場合と入れる場合の最大価値を計算する
|
||||
no = knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, i - 1, c)
|
||||
yes = knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1]
|
||||
# 2 つの案のうち価値が大きい方を記録して返す
|
||||
# 2 通りの選択のうち、価値が大きいほうを記録して返す
|
||||
mem[i][c] = max(no, yes)
|
||||
return mem[i][c]
|
||||
|
||||
|
||||
def knapsack_dp(wgt: list[int], val: list[int], cap: int) -> int:
|
||||
"""0-1 ナップサック:動的計画法"""
|
||||
"""0-1 ナップサック問題:動的計画法"""
|
||||
n = len(wgt)
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [[0] * (cap + 1) for _ in range(n + 1)]
|
||||
# 状態遷移
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
for c in range(1, cap + 1):
|
||||
if wgt[i - 1] > c:
|
||||
# ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
|
||||
# ナップサックの容量を超える場合、品物 i を選ばない
|
||||
dp[i][c] = dp[i - 1][c]
|
||||
else:
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きいほうの値
|
||||
dp[i][c] = max(dp[i - 1][c], dp[i - 1][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1])
|
||||
return dp[n][cap]
|
||||
|
||||
|
||||
def knapsack_dp_comp(wgt: list[int], val: list[int], cap: int) -> int:
|
||||
"""0-1 ナップサック:空間最適化後の動的計画法"""
|
||||
"""0-1 ナップサック問題:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n = len(wgt)
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [0] * (cap + 1)
|
||||
# 状態遷移
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
# 逆順に走査する
|
||||
for c in range(cap, 0, -1):
|
||||
if wgt[i - 1] > c:
|
||||
# ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
|
||||
# ナップサックの容量を超える場合、品物 i を選ばない
|
||||
dp[c] = dp[c]
|
||||
else:
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きいほうの値
|
||||
dp[c] = max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + val[i - 1])
|
||||
return dp[cap]
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
wgt = [10, 20, 30, 40, 50]
|
||||
val = [50, 120, 150, 210, 240]
|
||||
@@ -85,17 +85,17 @@ if __name__ == "__main__":
|
||||
|
||||
# 全探索
|
||||
res = knapsack_dfs(wgt, val, n, cap)
|
||||
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")
|
||||
print(f"ナップサックの容量を超えない品物の最大価値は {res}")
|
||||
|
||||
# メモ化探索
|
||||
mem = [[-1] * (cap + 1) for _ in range(n + 1)]
|
||||
res = knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, n, cap)
|
||||
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")
|
||||
print(f"ナップサックの容量を超えない品物の最大価値は {res}")
|
||||
|
||||
# 動的計画法
|
||||
res = knapsack_dp(wgt, val, cap)
|
||||
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")
|
||||
print(f"ナップサックの容量を超えない品物の最大価値は {res}")
|
||||
|
||||
# 空間最適化後の動的計画法
|
||||
# 空間を最適化した動的計画法
|
||||
res = knapsack_dp_comp(wgt, val, cap)
|
||||
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")
|
||||
print(f"ナップサックの容量を超えない品物の最大価値は {res}")
|
||||
|
||||
@@ -6,22 +6,22 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def min_cost_climbing_stairs_dp(cost: list[int]) -> int:
|
||||
"""階段登りの最小コスト:動的計画法"""
|
||||
"""階段を上る最小コスト:動的計画法"""
|
||||
n = len(cost) - 1
|
||||
if n == 1 or n == 2:
|
||||
return cost[n]
|
||||
# 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
|
||||
# 部分問題の解を格納する dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [0] * (n + 1)
|
||||
# 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
|
||||
# 初期状態:最小の部分問題の解を設定する
|
||||
dp[1], dp[2] = cost[1], cost[2]
|
||||
# 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
|
||||
# 状態遷移:小さな部分問題から順に大きな部分問題を解く
|
||||
for i in range(3, n + 1):
|
||||
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i]
|
||||
return dp[n]
|
||||
|
||||
|
||||
def min_cost_climbing_stairs_dp_comp(cost: list[int]) -> int:
|
||||
"""階段昇りの最小コスト:空間最適化後の動的計画法"""
|
||||
"""階段を上る最小コスト:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n = len(cost) - 1
|
||||
if n == 1 or n == 2:
|
||||
return cost[n]
|
||||
@@ -31,13 +31,13 @@ def min_cost_climbing_stairs_dp_comp(cost: list[int]) -> int:
|
||||
return b
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
cost = [0, 1, 10, 1, 1, 1, 10, 1, 1, 10, 1]
|
||||
print(f"入力された階段コストのリストは {cost}")
|
||||
print(f"入力した階段のコストのリストは {cost}")
|
||||
|
||||
res = min_cost_climbing_stairs_dp(cost)
|
||||
print(f"階段を上り切る最小コストは {res}")
|
||||
print(f"階段を上り終える最小コストは {res}")
|
||||
|
||||
res = min_cost_climbing_stairs_dp_comp(cost)
|
||||
print(f"階段を上り切る最小コストは {res}")
|
||||
print(f"階段を上り終える最小コストは {res}")
|
||||
|
||||
@@ -12,13 +12,13 @@ def min_path_sum_dfs(grid: list[list[int]], i: int, j: int) -> int:
|
||||
# 左上のセルなら探索を終了する
|
||||
if i == 0 and j == 0:
|
||||
return grid[0][0]
|
||||
# 行または列のインデックスが範囲外なら、コスト +∞ を返す
|
||||
# 行または列のインデックスが範囲外の場合、コスト +∞ を返す
|
||||
if i < 0 or j < 0:
|
||||
return inf
|
||||
# 左上から (i-1, j) および (i, j-1) までの最小経路コストを計算する
|
||||
up = min_path_sum_dfs(grid, i - 1, j)
|
||||
left = min_path_sum_dfs(grid, i, j - 1)
|
||||
# 左上隅から (i, j) までの最小経路コストを返す
|
||||
# 左上から (i, j) までの最小経路コストを返す
|
||||
return min(left, up) + grid[i][j]
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -29,13 +29,13 @@ def min_path_sum_dfs_mem(
|
||||
# 左上のセルなら探索を終了する
|
||||
if i == 0 and j == 0:
|
||||
return grid[0][0]
|
||||
# 行または列のインデックスが範囲外なら、コスト +∞ を返す
|
||||
# 行または列のインデックスが範囲外の場合、コスト +∞ を返す
|
||||
if i < 0 or j < 0:
|
||||
return inf
|
||||
# 既に記録があればそのまま返す
|
||||
# 記録済みなら、その値をそのまま返す
|
||||
if mem[i][j] != -1:
|
||||
return mem[i][j]
|
||||
# 左と上のセルからの最小経路コスト
|
||||
# 左隣と上隣のセルまでの最小経路コスト
|
||||
up = min_path_sum_dfs_mem(grid, mem, i - 1, j)
|
||||
left = min_path_sum_dfs_mem(grid, mem, i, j - 1)
|
||||
# 左上から (i, j) までの最小経路コストを記録して返す
|
||||
@@ -46,7 +46,7 @@ def min_path_sum_dfs_mem(
|
||||
def min_path_sum_dp(grid: list[list[int]]) -> int:
|
||||
"""最小経路和:動的計画法"""
|
||||
n, m = len(grid), len(grid[0])
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [[0] * m for _ in range(n)]
|
||||
dp[0][0] = grid[0][0]
|
||||
# 状態遷移:先頭行
|
||||
@@ -55,7 +55,7 @@ def min_path_sum_dp(grid: list[list[int]]) -> int:
|
||||
# 状態遷移:先頭列
|
||||
for i in range(1, n):
|
||||
dp[i][0] = dp[i - 1][0] + grid[i][0]
|
||||
# 状態遷移: 残りの行と列
|
||||
# 状態遷移:残りの行と列
|
||||
for i in range(1, n):
|
||||
for j in range(1, m):
|
||||
dp[i][j] = min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]) + grid[i][j]
|
||||
@@ -63,9 +63,9 @@ def min_path_sum_dp(grid: list[list[int]]) -> int:
|
||||
|
||||
|
||||
def min_path_sum_dp_comp(grid: list[list[int]]) -> int:
|
||||
"""最小経路和:空間最適化後の動的計画法"""
|
||||
"""最小経路和:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n, m = len(grid), len(grid[0])
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [0] * m
|
||||
# 状態遷移:先頭行
|
||||
dp[0] = grid[0][0]
|
||||
@@ -81,7 +81,7 @@ def min_path_sum_dp_comp(grid: list[list[int]]) -> int:
|
||||
return dp[m - 1]
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
grid = [[1, 3, 1, 5], [2, 2, 4, 2], [5, 3, 2, 1], [4, 3, 5, 2]]
|
||||
n, m = len(grid), len(grid[0])
|
||||
@@ -99,6 +99,6 @@ if __name__ == "__main__":
|
||||
res = min_path_sum_dp(grid)
|
||||
print(f"左上から右下までの最小経路和は {res}")
|
||||
|
||||
# 空間最適化後の動的計画法
|
||||
# 空間を最適化した動的計画法
|
||||
res = min_path_sum_dp_comp(grid)
|
||||
print(f"左上から右下までの最小経路和は {res}")
|
||||
|
||||
@@ -6,41 +6,41 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
|
||||
|
||||
def unbounded_knapsack_dp(wgt: list[int], val: list[int], cap: int) -> int:
|
||||
"""完全ナップサック問題:動的計画法"""
|
||||
"""個数制限なしナップサック問題:動的計画法"""
|
||||
n = len(wgt)
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [[0] * (cap + 1) for _ in range(n + 1)]
|
||||
# 状態遷移
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
for c in range(1, cap + 1):
|
||||
if wgt[i - 1] > c:
|
||||
# ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
|
||||
# ナップサックの容量を超える場合、品物 i を選ばない
|
||||
dp[i][c] = dp[i - 1][c]
|
||||
else:
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きいほうの値
|
||||
dp[i][c] = max(dp[i - 1][c], dp[i][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1])
|
||||
return dp[n][cap]
|
||||
|
||||
|
||||
def unbounded_knapsack_dp_comp(wgt: list[int], val: list[int], cap: int) -> int:
|
||||
"""完全ナップサック問題:空間最適化後の動的計画法"""
|
||||
"""個数制限なしナップサック問題:空間を最適化した動的計画法"""
|
||||
n = len(wgt)
|
||||
# dp テーブルを初期化
|
||||
# dp テーブルを初期化する
|
||||
dp = [0] * (cap + 1)
|
||||
# 状態遷移
|
||||
for i in range(1, n + 1):
|
||||
# 順方向に走査する
|
||||
for c in range(1, cap + 1):
|
||||
if wgt[i - 1] > c:
|
||||
# ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
|
||||
# ナップサックの容量を超える場合、品物 i を選ばない
|
||||
dp[c] = dp[c]
|
||||
else:
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
|
||||
# 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きいほうの値
|
||||
dp[c] = max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + val[i - 1])
|
||||
return dp[cap]
|
||||
|
||||
|
||||
"""Driver Code"""
|
||||
"""実行用コード"""
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
wgt = [1, 2, 3]
|
||||
val = [5, 11, 15]
|
||||
@@ -48,8 +48,8 @@ if __name__ == "__main__":
|
||||
|
||||
# 動的計画法
|
||||
res = unbounded_knapsack_dp(wgt, val, cap)
|
||||
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")
|
||||
print(f"ナップサックの容量を超えない品物の最大価値は {res}")
|
||||
|
||||
# 空間最適化後の動的計画法
|
||||
# 空間を最適化した動的計画法
|
||||
res = unbounded_knapsack_dp_comp(wgt, val, cap)
|
||||
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")
|
||||
print(f"ナップサックの容量を超えない品物の最大価値は {res}")
|
||||
|
||||
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