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最长下降子序列O(n^2)及O(n*log(n))解法

求最长下降子序列和LIS基本思路是完全一样的,都很经典的DP题目。

问题大都类似于 有一个序列 a1,a2,a3...ak..an,求其最长下降子序列(或者求其最长不下降子序列)的长度。

以最长下降子序列为例

用a[i]存储序列a的第i个元素(i: 1 to n)

用f[i]表示算上第i个位置的元素时最长子序列为f[i],

O(n^2)解法:

就是说在1 --- i -1之间必可以找到下标为j的元素a[j]使得f[j]是f[1]---f[i-1]之中最大的,则f[i] = f[j] + 1.

(注意要满足a[j]>a[i])

当i (1 to n)求得f[1] -- f[n]后只要再求得f[1]--f[n]之中最大的就是ans了。

状态转移方程:

f[i] = 1 (i = 1)//只有第一个字符

f[i] = f[j] + 1(a[i] < a[j] )//若是最长不下降则满足a[i] >= a[j].

 

代码实现:

 

//h[i]为母序列,dp[i]代表到第i个位置算上h[]i后得到的最长下降子序列长度ans是最长下降子序列长度//f[i]代表到第i个位置算上h[]i后得到的最长不下降子序列长度min?是最长不下降子序列长度#include<cstdio>#include<cstring>#include<cmath>#include<algorithm>using namespace std;#define maxint 0x7f7f7f7fconst int N = 100000;int h[N],dp[N],f[N];int main(){   // freopen("in.txt","r",stdin);   // freopen(".txt","w",stdout);    int n = 1;int ans = -maxint,min = -maxint;while(scanf("%d",&h[n]) != EOF){   n ++;}dp[1] = f[1] = 1;for(int i = 1; i < n; i ++){    dp[i] = 1;    f[i] = 1;    for(int j = 1; j < i; j ++){        if(dp[j]+1>dp[i] && h[j] > h[i])            dp[i] = dp[j]+1;        if(f[j]+1>f[i] && h[j] < h[i])            f[i] = f[j]+1;    }}for(int i = 1; i < n; i ++){    if(ans<dp[i]){        ans = dp[i];    }    if(min<f[i])        min = f[i];}printf("%d\n%d\n",ans,min);return 0;}
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O(n*logn)解法

思路:

令数组c[k]记录使f[]= k时的a[i]的最小值,len表示此时最长下降子列的长度

在第i个位置有两种情况

1.a[i]<c[k],此时满足降序只需将a[i]接在c[k]后面,len +1;

2.a[i]>=c[k],则需要在a[1] 到c[k]之间找到一个大于它的最小值a[j],然后将a[i]置于j+1的位置,len = k = j+1.

由于c[k]不然具有单调性因而寻找a[j]的过程可以用二分。这也就是算法复杂度达到O(n*logn)的原因。

最后len的值也就是最长子序列的长度。

  代码实现:

#include<cstdio>#include<cmath>#include<cstring>#include<algorithm>using namespace std;const int N = 1000000;//二分查找返回大于a[i]的最小值的下标int bSearch(int c[],int len,int n){int left = 1,right = len,mid;while(left <= right){      mid = (left+right)/2;  if(n > c[mid])     right = mid - 1;  else if(n < c[mid])     left = mid + 1;  else  return mid;}return left;}int a[N],c[N];int main(){     int n = 1,j,len;     int count = 0; // freopen("in.txt","r",stdin);   // freopen("out.txt","w",stdout);while(scanf("%d",&a[n]) != EOF){   n ++;}     c[1] = a[1];      len = 1;      for(int i = 1; i < n; i ++){          j = bSearch(c,len,a[i]);        c[j] = a[i];        if(j > len)//没找到,说明a[i]<c[k],根据二分查找的特点刚好j比len大一,将a[i]加到c[len+1]的位置          len = j;//更新len      }      printf("  ans = %d\n",len);return 0;}