【♂Not The Triumph♂O(∩_∩)O哈哈~But The Struggle♂】

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看此之前请去做一下此题:
http://www.rqnoj.cn/Problem_Show.asp?PID=167   

             
【转载】:
这是一个很好的题目。题目的算法还是比较容易看出来的,就是求最长上升子序列的长度。不过这一题的数据规模最大可以达到40000,经典的O(n^2)的动态规划算法明显会超时。我们需要寻找更好的方法来解决是最长上升子序列问题。

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

现在,我们仔细考虑计算F[i]时的情况。假设有两个元素A[x]和A[y],满足

(1)x < y < I (2)A[x] < A[y] < A[i] (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[i]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[i-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[i] = k的所有A[i]中的最小值。设D[k]记录这个值,即D[k] = min{A[i]} (F[i] = 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[i]与D[len]。若A[i] > D[len],则将A[i]接在D[len]后将得到一个更长的上升子序列,len = len + 1, D[len] = A[i];否则,在D[1]..D[len]中,找到最大的j,满足D[j] < A[i]。令k = j + 1,则有D[j] < A[i] <= D[k],将A[i]接在D[j]后将得到一个更长的上升子序列,同时更新D[k] = A[i]。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!

这个算法还可以扩展到整个最长子序列系列问题,整个算法的难点在于二分查找的设计,需要非常小心注意。

补充:
1:下面程序的F数组在此题中没有用到,它是用来保存每个从1--i的最长不降子序列。
2:此程序虽然很快,但是它却丢掉了普通算法的一些优势,就是:我们如果要把最长的子序列找出来,那么就是十分的困难的啦,因为我们把原有的数据在work的时候给覆盖了,其它的方面还是十分的满意。

【参考程序】:

#include<stdio.h>
#include
<string.h>
#include
<stdlib.h>
int f[100001],a[100001],c[100001];
int n,size;
int bsearch(int ai)
{
        
int l=1,r=size,mid;
        
while (l<=r)
        {
                mid
=(l+r)>>1;
                
if (ai<c[mid-1&& ai>=c[mid]) return mid;
                
else if (ai<c[mid]) l=mid+1;
                
else r=mid-1;
        }
}
int main()
{
        scanf(
"%d",&n);
        
if (!n)
        {
                printf(
"0\n");
                exit(
0);
        }
        
for (int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
        f[
1]=1;c[1]=a[1];size=1;
        
for (int i=2;i<=n;i++)
        {
                
if (a[i]==0continue;
                
int j;
                
if (a[i]>=c[1]) j=1;
                
else if (a[i]<c[size]) j=++size;
                
else j=bsearch(a[i]);
                f[i]
=j;c[j]=a[i];
        }
        printf(
"%d\n",size);
        system(
"pause");
        
return 0;
}


posted on 2009-04-18 17:26 开拓者 阅读(739) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 算法&例题经典习题

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