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:
设L=<a1,a2,…,an>是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<…<km且aK1<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; }