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最长上升子序列 O(nlogn)解法 (转)

时间:2015-09-25 12:47:08      阅读:228      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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转自 http://www.cppblog.com/mysileng/archive/2012/11/30/195841.html

最长递增子序列问题:在一列数中寻找一些数,这些数满足:任意两个数a[i]和a[j],若i<j,必有a[i]<a[j],这样最长的子序列称为最长递增子序列。

   设dp[i]表示以i为结尾的最长递增子序列的长度,则状态转移方程为:

dp[i] = max{dp[j]+1}, 1<=j<i,a[j]<a[i].

   这样简单的复杂度为O(n^2),其实还有更好的方法。

   考虑两个数a[x]和a[y],x<y且a[x]<a[y],且dp[x]=dp[y],当a[t]要选择时,到底取哪一个构成最优的呢?显然选取a[x]更有潜力,因为可能存在a[x]<a[z]<a[y],这样a[t]可以获得更优的值。在这里给我们一个启示,当dp[t]一样时,尽量选择更小的a[x].

    按dp[t]=k来分类,只需保留dp[t]=k的所有a[t]中的最小值,设d[k]记录这个值,d[k]=min{a[t],dp[t]=k}。

    这时注意到d的两个特点(重要):

1. d[k]在计算过程中单调不升;           

2. d数组是有序的,d[1]<d[2]<..d[n]。

    利用这两个性质,可以很方便的求解:

1. 设当前已求出的最长上升子序列的长度为len(初始时为1),每次读入一个新元素x:

2. 若x>d[len],则直接加入到d的末尾,且len++;(利用性质2)

   否则,在d中二分查找,找到第一个比x小的数d[k],并d[k+1]=x,在这里x<=d[k+1]一定成立(性质1,2)。

 

/** 
2.最长递增子序列O(nlogn)算法: 
3.状态转移方程:f[i] = max{f[i],f[j]+1},1<=j<i,a[j]<a[i]. 
4.分析:加入x<y,f[x]>=f[y],则x相对于y更有潜力。 
5.首先根据f[]值分类,记录满足f[t]=k的最小的值a[t],记d[k]=min{a[t]},f[t]=k. 
6.    1.发现d[k]在计算过程中单调不上升 
7.    2.d[1]<d[2]<...<d[k] (反证) 1 2 3 8 4 7 
8.解法: 
9.1. 设当前最长递增子序列为len,考虑元素a[i]; 
10.2. 若d[len]<a[i],则len++,并将d[len]=a[i]; 
11.   否则,在d[0-len]中二分查找,找到第一个比它小的元素d[k],并d[k+1]=a[i].() 
12.*/  
13.#include <iostream>  
14.#include <cstdio>  
15.#include <cstring>  
16.using namespace std;  
17.const int N = 41000;  
18.int a[N];       //a[i] 原始数据  
19.int d[N];       //d[i] 长度为i的递增子序列的最小值  
20.  
21.int BinSearch(int key, int* d, int low, int high)  
22.{  
23.    while(low<=high)  
24.    {  
25.        int mid = (low+high)>>1;  
26.        if(key>d[mid] && key<=d[mid+1])  
27.            return mid;  
28.        else if(key>d[mid])  
29.            low = mid+1;  
30.        else  
31.            high = mid-1;  
32.    }  
33.    return 0;  
34.}  
35.  
36.int LIS(int* a, int n, int* d)  
37.{  
38.    int i,j;  
39.    d[1] = a[1];  
40.    int len = 1;        //递增子序列长度  
41.    for(i = 2; i <= n; i++)  
42.    {  
43.        if(d[len]<a[i])  
44.            j = ++len;  
45.        else  
46.            j = BinSearch(a[i],d,1,len) + 1;  
47.        d[j] = a[i];  
48.    }  
49.    return len;  
50.}  
51.  
52.int main()  
53.{  
54.    int t;  
55.    int p;  
56.    scanf("%d",&t);  
57.    while(t--)  
58.    {  
59.        scanf("%d",&p);  
60.        for(int i = 1; i <= p; i++)  
61.            scanf("%d",&a[i]);  
62.        printf("%d\n",LIS(a,p,d));  
63.    }  
64.    return 0;  
65.}  

 

最长上升子序列 O(nlogn)解法 (转)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/guojun521/p/4837635.html

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