逆水行船问题是一个经典的动态规划问题,它的目标是在给定一个速度、一个目标和一段有限的海岸线的情况下,如何到达目标位置。
以下是一逆水行船问题的所有公式:。
1. 状态转移方程。
状态转移方程描述了从当前状态到目标状态的转移。对于逆水行船问题,初始状态是停在港口,目标状态是到达目标位置,速度为0,方向为正北或负北。状态转移方程可以表示为:。
当前状态 | 速度 | 方向。
--- | --- | ---。
目标状态 | 0 | 0。
2. 状态转移矩阵。
状态转移矩阵描述了状态之间的转移。对于逆水行船问题,状态转移矩阵可以表示为:。
| 状态转移 | 方向1,速度1 | 方向2,速度2 |。
| --- | --- | --- |。
| 初始状态 | 停在港口 | 0 | 0 |。
| 目标状态 | 到达目标位置 | 0 | 0 |。
3. 边界条件。
边界条件是指问题的边界条件,即问题的起始和终止条件。对于逆水行船问题,边界条件可以分为两种:。
- 顺流边界条件:当船头指向正北时,速度为正北方向,即 $v_1=0$;当船头指向正南时,速度为负北方向,即 $v_2=0$。
- 逆流边界条件:当船头指向正北时,速度为负北方向,即 $v_1=0$;当船头指向正南时,速度为正北方向,即 $v_2=0$。
4. 目标函数。
目标函数是指问题的目标,即要到达的目标位置。对于逆水行船问题,目标函数可以表示为:。
$d = \sqrt{x^2+y^2}$。
其中,$d$ 表示两点之间的距离,$x$ 和 $y$ 分别表示两点的坐标。
5. 约束条件。
约束条件是指问题的约束条件,即问题的限制条件。对于逆水行船问题,约束条件可以表示为:。
- 船的航行方向不能与正北或正南方向成$90^\circ$,即 $v_1 \neq 0$ 且 $v_2 \neq 0$。
- 船不能进入海洋或河流,即 $x \geq 0$ 且 $y \geq 0$。
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