A Za, A Za, Fighting...

坚信:勤能补拙

[最长上升子序列 nlogn] PKU 1631 Bridging signals

问题:
http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=1631

思路:
题意理解清楚,其实就是找出最长上升子序列
这里采用O(nlogn)的算法,类似于贪心的原理,关键是要理解辅助数组aux[]的含义,aux[len]所代表的是组成长度为len的最长上升子序列的尾元素的最小值

下面的内容转自: http://blog.csdn.net/ottoCho/archive/2009/12/02/4927262.aspx
O(n*log n)算法分析如下:

设 A[t]表示序列中的第t个数,F[t]表示从1到t这一段中以t结尾的最长上升子序列的长度,初始时设F [t] = 0(t = 1, 2, ..., len(A))。则有动态规划方程:F[t] = max{1, F[j] + 1} (j = 1, 2, ..., t - 1, 且A[j] < A[t])。 

现在,我们仔细考虑计算F[t]时的情况。假设有两个元素A[x]和A[y],满足 
(1)x < y < t  (这里应该错了,如果x<y<t成立,那么F[y]>=F[x]+1,不可能有(3)成立,这里应该是y<x<t) [by simplyzhao, 2010-10-19]
(2)A[x] < A[y] < A[t] 
(3)F[x] = F[y] 
此时,选择F[x]和选择F[y]都可以得到同样的F[t]值,那么,在最长上升子序列的这个位置中,应该选择A[x]还是应该选择A[y]呢? 
很明显,选择A[x]比选择A[y]要好。因为由于条件(2),在A[x+1] ... A[t-1]这一段中,如果存在A[z],A[x] < A[z] < a[y],则与选择A[y]相比,将会得到更长的上升子序列。 
再根据条件(3),我们会得到一个启示:根据F[]的值进行分类。对于F[]的每一个取值k,我们只需要保留满足F[t] = k的所有A[t]中的最小值。设D[k]记录这个值,即D[k] = min{A[t]} (F[t] = k)。 

注意到D[]的两个特点: 
(1) D[k]的值是在整个计算过程中是单调不上升的。 
(2) D[]的值是有序的,即D[1] < D[2] < D[3] < ... < D[n]。 

利 用D[],我们可以得到另外一种计算最长上升子序列长度的方法。设当前已经求出的最长上升子序列长度为len。先判断A[t]与D[len]。若A [t] > D[len],则将A[t]接在D[len]后将得到一个更长的上升子序列,len = len + 1, D[len] = A [t];否则,在D[1]..D[len]中,找到最大的j,满足D[j] < A[t]。令k = j + 1,则有A [t] <= D[k],将A[t]接在D[j]后将得到一个更长的上升子序列,更新D[k] = A[t]。最后,len即为所要求的最长上 升子序列的长度。 

在 上述算法中,若使用朴素的顺序查找在D[1]..D[len]查找,由于共有O(n)个元素需要计算,每次计算时的复杂度是O(n),则整个算法的 时间复杂度为O(n^2),与原来的算法相比没有任何进步。但是由于D[]的特点(2),我们在D[]中查找时,可以使用二分查找高效地完成,则整个算法 的时间复杂度下降为O(nlogn),有了非常显著的提高。需要注意的是,D[]在算法结束后记录的并不是一个符合题意的最长上升子序列!

代码:
 1 /* O(nlogn) algorithm: the longest increasing sub-sequence [LIS] */
 2 #include<stdio.h>
 3 #include<stdlib.h>
 4 #include<string.h>
 5 #define MAX_LEN 40001
 6 int num[MAX_LEN];
 7 int aux[MAX_LEN];
 8 int size, rt_len;
 9 
10 int
11 dp()
12 {
13     int i, left, right, mid;
14     rt_len = 1;
15     aux[rt_len] = num[0];
16     for(i=1; i<size; i++) {
17         if(num[i] > aux[rt_len]) {
18             ++rt_len;
19             aux[rt_len] = num[i];
20         } else {
21             /* binary search: O(logn) */
22             left = 1;
23             right = rt_len;
24             while(left <= right) {
25                 mid = (left+right)/2;
26                 if(num[i]>aux[mid])
27                     left = mid+1;
28                 else
29                     right = mid-1;
30             }
31             aux[left] = num[i];
32         }
33     }
34     return rt_len;
35 }
36 
37 int
38 main(int argc, char **argv)
39 {
40     int i, tests;
41     scanf("%d"&tests);
42     while(tests--) {
43         scanf("%d"&size);
44         for(i=0; i<size; i++)
45             scanf("%d", num+i);
46         printf("%d\n", dp());
47     }
48 }

posted on 2010-08-14 21:09 simplyzhao 阅读(334) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C_动态规划


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