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數組中最長的升序子序列(動態規劃問題)

ace dia mic enc namespace 進行 strong main log

The longest Increasing Subsequence (LIS)
給定一個序列,找到這個序列的一個最長的子序列,使得子序列的所有元素是升序的,且元素之間的相對位置不變(元素可以在原數組中不相鄰,但是相對位置不變)
比如, LIS for { 10, 22, 9, 33, 21, 50, 41, 60, 80 } 是 6,LIS 是 {10, 22, 33, 50, 60, 80}.

分析
arr[0…n-1]是輸入,然後L(i)是到元素i為止 LIS 的長度,也就是arr[i]作為 LIS 的最後一個元素時 LIS 的長度,那麽用遞歸形式 L(i) 可以寫作:

for(j<i)
    
if(arr[j]<arr[i]) L(i) = {1+Max( L(j) )} if(j == 1) //遞歸的終止條件 L(i) = 1

所以這個問題可以將其分解為 subproblems 用遞歸進行解決:

#include <iostream>
using namespace std;

int LIS(int *arr, int n, int *max_ref)
{
  if(n==1) return 1;
  int res, longest_here=1;

  for(int i = 1; i<n; ++i)
  {
    res = LIS(arr, i, max_ref);
    
if(arr[i-1]<arr[n-1] && res+1>longest_here) longest_here = res+1; } if(*max_ref < longest_here) *max_ref = longest_here; return longest_here; } int main() { int arr[] = { 10, 22, 9, 33, 21, 50, 41, 60 }; int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); int max=1; LIS( arr, n,
&max); cout<<max<<endl; return 0; }

非遞歸方法,這個需要開辟額外的存儲空間。

int LIS2(int *arr,int n)
{
  int *longest_here = new int[n]();
  longest_here[0] = 1;
  int max = 1;
  for(int i = 1; i<n; ++i)
  {
    for(int j = 0; j<i; ++j)
    {
      if(arr[j]<arr[i] && longest_here[j]+1>longest_here[i])
    longest_here[i] = longest_here[j]+1;

    }
    if(longest_here[i]>max)
      max = longest_here[i];
  }

  delete []longest_here;
  return max;

}

wiki上邊有時間復雜度為O(nlog(n))的解法

數組中最長的升序子序列(動態規劃問題)