poj 2533

在做这道题目之前,首先让我们了解一下什么是LIS算法,LIS俗称最长不下降子序列,最长不下降子序列是一个非常常见的小问题,首先让我们了解一下什么是LIS

一 LIS描述如下:

L=<a1,a2,…,an>n个不同的实数的序列,L的递增子序列是这样一个子序列Lis=<aK1,ak2,…,akm>,其中k1<k2<…<kmaK1<ak2<…<akm。求最大的m值。

 

二 对于这类的题目一般有一下两种解法:

a、O(n^2)算法,思路如下:

(a[1]...a[n] 存的都是输入的数)
  1、对于a[n]来说,由于它是最后一个数,所以当从a[n]开始查找时,只存在长度为1的不下降子序列;
  2、若从a[n-1]开始查找,则存在下面的两种可能性:
  (1)若a[n-1] < a[n] 则存在长度为2的不下降子序列 a[n-1],a[n].
  (2)若a[n-1] > a[n] 则存在长度为1的不下降子序列 a[n-1]或者a[n]。
  3、一般若从a[t]开始,此时最长不下降子序列应该是按下列方法求出的:
  在a[t+1],a[t+2],...a[n]中,找出一个比a[t]大的且最长的不下降子序列,作为它的后继。
  4、为算法上的需要,定义一个数组:
  d:array [1..n,1..3] of integer;
  d[t,1]表示a[t]
  d[t,2]表示从i位置到达n的最长不下降子序列的长度
  d[t,3]表示从i位置开始最长不下降子序列的下一个位置

对于本题看代码如下:

// Memory Time 
// 228K   16MS 
// 
// O(n^2)算法
#include<iostream>
using namespace std;

int main(int i,int j)
{
	int n;
	while(cin>>n)
	{
		int* sq=new int[n];
		int* dp=new int[n];  //dp[i]表示以第i个位置为终点的最长不下降序列的长度
		
		for(i=0;i<n;i++)
			cin>>sq[i];
		
		int max_length=0;
		for(i=0;i<n;i++)
		{
			dp[i]=1;  //初始化dp[0]=1,其他最小值为1
			for(j=0;j<i;j++)
				if(sq[j]<sq[i] && dp[i]<dp[j]+1)
					dp[i]=dp[j]+1;
				
				if(max_length<dp[i])
					max_length=dp[i];
		}//双层for循环,算法复杂度为O(n*n)
		cout<<max_length<<endl;
		
		delete sq,dp;
	}
	return 0;
}

 

b、O(nlogn)算法

这个算法其实已经不是DP了,有点像贪心。至于复杂度降低其实是因为这个算法里面用到了二分搜索。本来有N个数要处理是O(n),每次计算要查找N次还是O(n),一共就是O(n^2);现在搜索换成了O(logn)的二分搜索,总的复杂度就变为O(nlogn)了。

这个算法的具体操作如下(by RyanWang):

开一个栈,每次取栈顶元素top和读到的元素temp做比较,如果temp > top 则将temp入栈;如果temp < top则二分查找栈中的比temp大的第1个数,并用temp替换它。 最长序列长度即为栈的大小top。

这也是很好理解的,对于x和y,如果x < y且Stack[y] < Stack[x],用Stack[x]替换Stack[y],此时的最长序列长度没有改变但序列Q的''潜力''增大了。

举例:原序列为1,5,8,3,6,7

栈为1,5,8,此时读到3,用3替换5,得到1,3,8; 再读6,用6替换8,得到1,3,6;再读7,得到最终栈为1,3,6,7。最长递增子序列为长度4。

 

具体看代码分析如下:

 

 

 

#include <iostream>
using namespace std;

const int SIZE=1001;

int main()
{
    int i, j, n, top, temp;
    int stack[SIZE];
    cin >> n;
	
    top = 0;
    /* 第一个元素可能为0 */
    stack[0] = -1;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        cin >> temp;
        /* 比栈顶元素大数就入栈 */
        if (temp > stack[top])
        {
            stack[++top] = temp;
        }
        else
        {
            int low = 1, high = top;
            int mid;
            /* 二分检索栈中比temp大的第一个数 */
            while(low <= high)
            {
                mid = (low + high) / 2;
                if (temp > stack[mid])
                {
                    low = mid + 1;
                }
                else
                {
                    high = mid - 1;
                }
            }//在这个二分的过程中降低了算法的复杂度由于是二分查找的所以为o(logn),外边有一个for循环整体为O(nlogn)
            /* 用temp替换 */
            stack[low] = temp;
        }
    }
	
    /* 最长序列数就是栈的大小 */
    cout << top << endl;
	
    //system("pause");
    return 0;
}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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