最长递增子序列 两种做法
复杂度为\(O(N^2)\)做法
采用动态规划的做法
有一个长度为N的数组{a0, a1, a2, a3, ... , an-1},我们假定以aj结尾的数组序列的最长递增子序列长度为dp[j],那么dp[j]=max(dp[i]+1, i<j 并且a[i]<a[j])。我们需要遍历j之前所有位置的i,找出这个这个最大的值。
其他详细细节看代码实现。
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N=1e3;
int a[N];
int dp[N];
int main()
{
int n;
while(scanf("%d", &n)!=EOF)
{
for(int i=0; i<n; i++)
{
scanf("%d", &a[i]);
dp[i]=1; //每个需要初始化为1,因为每一个都可以自己成为一个最短的子序列
}
int ans=1;//答案最小是1
for(int i=1; i<n; i++)
{
for(int j=0; j<i; j++)
{
if(a[j]<a[i] && dp[j]+1 > dp[i]) //这里需要满足两个条件,前面的数值小于a[i],并且加上这个序列后能够使得dp[i]增加。
{
dp[i]=dp[j]+1;
}
}
ans=max(ans, dp[i]);//这里求出dp中的最大值。
}
printf("%d\n", ans);
}
return 0;
}
复杂度为\(O(N*lgN)\)的算法
对于一个长度为n的递增序列,我们想让这个序列结尾的数值尽可能的小,因为只有这样当我们想要往后面添加数字时,这个数字可以比较小。
过程是这样的。
假设存在一个序列d[1..9] ={ 2,1 ,5 ,3 ,6,4, 8 ,9, 7},可以看出来它的LIS长度为5。下面一步一步试着找出它。
我们定义一个序列B,然后令 i = 1 to 9 逐个考察这个序列。此外,我们用一个变量Len来记录现在最长算到多少了
首先,把d[1]有序地放到B里,令B[1] = 2,就是说当只有1一个数字2的时候,长度为1的LIS的最小末尾是2。这时Len=1
然后,把d[2]有序地放到B里,令B[1] = 1,就是说长度为1的LIS的最小末尾是1,d[1]=2已经没用了,很容易理解吧。这时Len=1
接着,d[3] = 5,d[3]>B[1],所以令B[1+1]=B[2]=d[3]=5,就是说长度为2的LIS的最小末尾是5,很容易理解吧。这时候B[1..2] = 1, 5,Len=2
再来,d[4] = 3,它正好加在1,5之间,放在1的位置显然不合适,因为1小于3,长度为1的LIS最小末尾应该是1,这样很容易推知,长度为2的LIS最小末尾是3,于是可以把5淘汰掉,这时候B[1..2] = 1, 3,Len = 2
继续,d[5] = 6,它在3后面,因为B[2] = 3, 而6在3后面,于是很容易可以推知B[3] = 6, 这时B[1..3] = 1, 3, 6,还是很容易理解吧? Len = 3 了噢。
第6个, d[6] = 4,你看它在3和6之间,于是我们就可以把6替换掉,得到B[3] = 4。B[1..3] = 1, 3, 4, Len继续等于3
第7个, d[7] = 8,它很大,比4大,嗯。于是B[4] = 8。Len变成4了
第8个, d[8] = 9,得到B[5] = 9,嗯。Len继续增大,到5了。
最后一个, d[9] = 7,它在B[3] = 4和B[4] = 8之间,所以我们知道,最新的B[4] =7,B[1..5] = 1, 3, 4, 7, 9,Len = 5。
于是我们知道了LIS的长度为5。
最后这个B数组中存的数是对应的长度的LIS的最小末尾,就是同样长度的子序列,末尾数值最小的那个。
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int maxn=107;
int a[maxn];
int main()
{
int n;
while(scanf("%d", &n)!=EOF)
{
for(int i=1; i<=n; i++)
{
scanf("%d", &a[i]);
}
int len=1, pos;
for(int i=2; i<=n; i++)//这里我没有用两个数组,因为使用原来的数组也可以
{
pos=lower_bound(a+1, a+len+1, a[i])-a; //这里使用了lower_bound函数来进行查找第一个小于等于a[i]的数字
if(pos>len)//如果位置大于了len长度的时候需要len++
len++;
a[pos]=a[i];
}
printf("%d\n", len);
}
return 0;
}