【转载】动态规划算法3——最长上升子序列

https://www.cnblogs.com/sasuke-/p/5396843.html

今天我们要讲的是最长上升子序列(LIS)


【题目描述】

给定N个数,求这N个数的最长上升子序列的长度

【样例输入】

7

2 5 3 4 1 7 6

【样例输出】

4


什么是最长上升子序列? 就是给你一个序列,请你在其中求出一段不断严格上升的部分,它不一定要连续。

就像这样:2,3,4,7和2,3,4,6就是序列2 5 3 4 1 7 6的两种选取方案。最长的长度是4.

那么,怎么求出它的最大上升子序列长度为4呢?这里介绍两种方法,都是以动态规划为基础的。


首先,我们先介绍较慢(O(n2n2))的方法。我们记num为到这个数为止,最长上升子序列的长度。

这种方法就是每一次寻找“可以接下去的”,换句话说,设原序列为a,则

当aj<ai(j<i)ajnumi时,numi=numj+1numi=numj+1。

对于每一个数,他都是在“可以接下去”的中,从前面的最优值+1转移而来。

因此,这个算法是可以求出正确答案的。复杂度很明显,外层i枚举每个数,内层j枚举目前i的最优值,即O(n2n2)。


那么,有没有更快的方法呢?当然有。这回要用到二分

我们回想一下,在上面O(n2n2)的程序中,哪些地方看起来比较费时?

没错,就是内层用于更新i的循环。因为每一次他都要查找一遍,效率并不高。

回到题目,我们发现,他只要我们求长度,所以?

我们可以模拟一个

所以每遇到一个比栈顶元素大的数,就放进栈里,遇到比栈顶元素小的就二分查找前边的元素,找到一个“最应该被换掉的元素”,用新数去更新前边的元素。

这个算法不难证明也是正确的。因为前面每一次的枚举都换成了二分,内层的复杂度从nn降到了log2log2,外层不变。所以总的复杂度是O(nlog2nnlog2n)。


接下来,我先给出朴素算法的代码。

#includeconstintMAX=1001;int a[MAX];intlis(int x)

{

    int num[MAX];

    for(inti=0;i

    {

        num[i]=1;

        for(intj=0;j

        {

            if(a[j]num[i])

                  num[i]=num[j]+1;

        }

    }

    intmaxx=0;

    for(inti=0;i

        if(maxx

            maxx=num[i];

    return maxx;

}int main()

{

    int n;

    scanf("%d",&n);

    for(inti=0;i

        scanf("%d",&a[i]);

    return!printf("%d\n",lis(n));

}

这个则是二分算法的代码:

#include#includeconstintMAXN=200001;int a[MAXN];int d[MAXN];int main()

{

    int n;

    scanf("%d",&n);

    for(inti=1;i<=n;i++)

        scanf("%d",&a[i]);

    d[1]=a[1];

    intlen=1;

    for(inti=2;i<=n;i++)

    {

        if(a[i]>d[len])

            d[++len]=a[i];

        else        {

            intj=std::lower_bound(d+1,d+len+1,a[i])-d;

            d[j]=a[i];

        }

    }

    printf("%d\n",len);   

    return0;

}


类似的,我们可以通过二分查找中改变“上确界”和“下确界”,以及符号(“<”和“<=”或“>”、“>=”等),求出最长不下降、不上升、严格下降子序列等问题。

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