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LIS、LCS 的o(n^2) 和 o(nlogn)演算法小結

目錄

  1. LIS(N^2)
  2. LIS(N logN)
  3. LCS(N^2)
  4. LCS(N logN)

因為學習LCS和LIS已經有一段時間了,當時的程式碼和檔案都丟的差不多了,下面的模板和程式碼都是全新手打,難免有一些小錯誤。有時間再改進吧。


LIS —— O(N^2)演算法,簡單的取每個數和前面的數進行比對,例如加入6,和前面逐一比較,並取前面小於 6 的數的下標最大值,它的下標就代表了序列到6為止LIS的長度。

        3 2 4 1 5 6 2 1 
step 1: 1 
step 2: 1 1
step 3: 1 1 2
step 4: 1 1 2 1
step 5: 1 1
2 1 3 step 6: 1 1 2 1 3 4 step 7: 1 1 2 1 3 4 2 step 8: 1 1 2 1 3 4 2 1 程式碼: ———————————————————————————————————————————————————————— for( int i=1; i<=n; i++ ) { dp[i] = 1; for( int j=1; j<=n; j++ ) { if( ap[i] < ap[j] && dp[i] < dp[j]+1
) dp[i] = dp[j]+1; } } ———————————————————————————————————————————————————————— LIS —— O(NlogN)演算法:(用dp陣列模擬棧)。 逐一把序列的元素加入dp陣列,如果比前一個(棧頂)元素大,就直接加入(變成棧頂元素),如果比前一個(棧頂)元素小,就在dp陣列中二分取【大於自身的最小元素並替換】,最後棧的長度,即為LIS的長度。但是棧內元素並不是LIS。 3 2 4 1 5 6 2 1 step 1: 3 step
2: 2 step 3: 2 4 step 4: 1 4 step 5: 1 4 5 step 6: 1 4 5 6 step 7: 1 2 5 6 step 8: 1 1 5 6 最後用 統計棧內元素個數,即為LIS的長度。 程式碼: ———————————————————————————————————————————————————————— int top = 0; for( int i=1; i<=n; i++ ) { if( ap[i] > dp[top] ){ // 如果大於 "模擬棧" 的棧頂元素直接 入棧 長度加 1 top++; dp[top] = ap[i]; continue; } int m = ap[i]; // lower_bound 前閉後開 返回不小於 m 的最小值的位置 pos = lower_bound(dp,dp+top,m)-dp; // 注意減去dp if( dp[pos] > ap[i]) dp[pos] = ap[i]; } ———————————————————————————————————————————————————————— LCS —— O(N^2)演算法 此處引用一下: 1.如果xm = yn,那麼zk = xm = yn而且Z(k-1)是X(m-1)和Y(n-1)的一個LCS; 2.如果xm != yn,那麼zk != xm蘊含Z是X(m-1)和Y的一個LCS; 3.如果xm != yn,那麼zk != yn蘊含Z是X和Y(n-1)的一個LCS。 注:上面的Z(k-1)表示序列Z<z1,z2...zn>,其中n=k-1。其它的X()和Y()也是一樣的。 程式碼: ———————————————————————————————————————————————————— scanf("%s%s",ac,bc); l1 = strlen(ac); l2 = strlen(bc); for( int i=1; i<=l1; i++ ) for( int j=1; j<=l2; j++ ) { if( ac[i-1] == bc[j-1] ){ dp[i][j] = dp[i-1][j-1]+1; }else{ dp[i][j] = max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]); } ———————————————————————————————————————————————————— LCS —— O(NlogN)演算法 總的來說,就是把LCS轉化成LIS,然後用LIS的NlogN演算法來求解。 實現如下:(引用) 假設有兩個序列 s1[ 1~6 ] = { a, b, c , a, d, c }, s2[ 1~7 ] = { c, a, b, e, d, a, b }。 記錄s1中每個元素在s2中出現的位置, 再將位置按降序排列, 則上面的例子可表示為: loc( a)= { 6, 2 }, loc( b ) = { 7, 3 }, loc( c ) = { 1 }, loc( d ) = { 5 }。 將s1中每個元素的位置按s1中元素的順序排列成一個序列s3 = { 6, 2, 7, 3, 1, 6, 2, 5, 1 }。 在對s3求LIS得到的值即為求LCS的答案。