[PKU暑課筆記] 動態規劃(二) 最長上升子序列 POJ1458最長公共子序列
五●例題
●最長上升子序列
1、子問題:求以ak(k=1, 2, 3…N)為終點的最長上升子序列的長度(一個上升子序列中最右邊的那個數,稱為該子序列的 “終點”)
2、確定狀態:子問題只和一個變數--數字的位置相關。
因此序列中數的位置k就是“狀態”,而狀態 k 對應的“值”,就是以ak 做為“終點”的最長上升子序列的長度。
狀態一共有N個。
3、狀態轉移方程:
maxLen (1) = 1【初始狀態】
maxLen (k) = max { maxLen (i):1<=i < k 且 ai < ak且 k≠1 } + 1【若找不到這樣的i,則maxLen(k) = 1】
maxLen(k)的值,就是在ak左邊,“終點”數值小於ak ,且長度最大的那個上升子序列的長度再加1。
因為ak左邊任何“終點”小於ak的子序列,加上ak後就能形成一個更長的上升子序列。
“人人為我”遞推型動歸程式
#include<iostream> #include<cstring> #include<algorithm> using namespace std; const int MAXN=1010; int a[MAXN]; int maxlen[MAXN]; int main() { int n; cin>>n; for(int i=1; i<=n; ++i) { cin>>a[i]; maxlen[i]=1; } for(int i=2; i<=n; ++i) for(int j=1; j<i; ++j) { if(a[i]>a[j]) maxlen[i]=max(maxlen[i],maxlen[j]+1); } cout<<*max_element(maxlen+1,maxlen+n+1); return 0; }
“我為人人”遞推型動歸程式
/*#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int MAXN=1010;
int a[MAXN];
int maxlen[MAXN];
int main()
{
int n;
cin>>n;
for(int i=1; i<=n; ++i)
{
cin>>a[i];
maxlen[i]=1;
}*/
for(int i=1; i<=n; ++i)
for(int j=i+1; j<=n; ++j)//看看能更新哪些狀態的值
{
if(a[j]>a[i])
maxlen[j]=max(maxlen[j],maxlen[i]+1);
}
/*cout<<*max_element(maxlen+1,maxlen+n+1);
return 0;
}*/
進一步,區分動規的3種形式
1)記憶遞迴型
優點:只經過有用的狀態,沒有浪費。遞推型會檢視一些沒用的狀態,有浪費
缺點:可能會因遞迴層數太深導致爆棧,函式呼叫帶來額外時間開銷。無法使用滾動陣列節省空間。總體來說,比遞推型慢。
==>人人為我==>我為人人
2)“人人為我”遞推型:狀態i的值Fi由若干個值已知的狀態值Fk ,Fm ,..Fy推出,如求和,取最大值
在選取最優備選狀態的值Fm,Fn,…Fy時,有可能有好的演算法或資料結構可以用來顯著降低時間複雜度。
3)“我為人人”遞推型:狀態i的值Fi在被更新(不一定是最終求出)的時候,
依據Fi去更新(不一定是最終求出)和狀態i相關的其他一些狀態的值Fk ,Fm ,..Fy
沒有什麼明顯的優勢,有時比較符合思考的習慣。個別特殊題目中會比“人人為我”型節省空間。
●一個補充:min_element()、max_element()和nth_element()
標頭檔案:#include<algorithm>
作用:返回容器中最小值和最大值。max_element(first,end,cmp);//其中cmp為可選擇引數???
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
bool cmp(int a,int b)
{
return a<b;
}
int main()
{
int num[]={2,3,1,6,4,5};
cout<<"最小值是 "<<*min_element(num,num+6)<<endl;
cout<<"最大值是 "<<*max_element(num,num+6)<<endl;
cout<<"最小值是 "<<*min_element(num,num+6,cmp)<<endl;
cout<<"最大值是 "<<*max_element(num,num+6,cmp)<<endl;
return 0;
}
輸入兩個串s1,s2,
設MaxLen(i,j):s1的左邊i個字元形成的子串,與s2左邊的j個字元形成的子串的最長公共子序列的長度(i,j從0開始算)
MaxLen(i,j) 就是本題的“狀態”
假定 len1 = strlen(s1),len2 = strlen(s2),那麼題目就是要求 MaxLen(len1,len2)
顯然,
MaxLen(n,0) = 0 ( n=0…len1)
MaxLen(0,n) = 0 ( n=0…len2)
遞推公式:
if ( s1[i-1] == s2[j-1] ) //s1的最左邊字元是s1[0]
MaxLen(i,j) = MaxLen(i-1,j-1) + 1;
else
MaxLen(i,j) = Max(MaxLen(i,j-1),MaxLen(i-1,j) );
【時間複雜度O(mn)】
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
char s1[1000];
char s2[1000];
int maxlen[1000][1000];
int main()
{
while(cin>>s1>>s2)
{
int len1=strlen(s1);
int len2=strlen(s2);
int ntmp;
for(int i=0;i<=len1;i++)
maxlen[i][0]=0;
for(int j=0;j<=len2;j++)
maxlen[0][j]=0;
for(int i=1;i<=len1;i++)
for(int j=1;j<=len2;j++)
{
if(s1[i-1]==s2[j-1])//
maxlen[i][j]=maxlen[i-1][j-1]+1;
else maxlen[i][j]=max(maxlen[i][j-1],maxlen[i-1][j]);
}
cout<<maxlen[len1][len2]<<endl;
}
return 0;
}