【算法筆記】動態(tài)規(guī)劃:最長遞增子序列

Input

10 9 2 5 3 7 101 18

Output

4 (因?yàn)?,3,7,101是最長的遞增子序列)

解題思路

該問題滿足最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)鹰服,因此可以使用動態(tài)規(guī)劃求解。

定義如下符號:

  • n表示問題序列的總長度昔案。
  • A[1:i]表示下標(biāo)從1到i的一個(gè)序列较雕,特別地随常,A[1:n]表示下標(biāo)從1開始掩蛤,長度為n的一個(gè)序列,也就是問題的輸入干花。
  • A_i表示A[1:n]中的第i個(gè)元素妄帘。

由于問題的最優(yōu)解必然對應(yīng)某個(gè)子序列,而這個(gè)子序列又必然由某個(gè)A_i結(jié)尾池凄,因此抡驼,由所有A_i結(jié)尾的最長遞增序列的長度,構(gòu)成了問題的解空間肿仑。因此致盟,再引入符號L,來描述問題的解空間:

  • L_i表示以A_i結(jié)尾的最長遞增子序列的長度柏副。

顯然勾邦,A_i為該遞增子序列的最大值,\max (L_i)就是問題的最優(yōu)解割择。

求解\max (L_i)眷篇,就要得到所有的L_i。求解L_i這一問題荔泳,包含了求解從L_{1}L_{i-1}的所有子問題蕉饼,從而滿足最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。

遞歸方程如下:

L_k=\begin{cases} 1, & {\forall} i\in [1,k), A_k\leqslant A_i\\ \max(L_i)+1|i\in [1,k), A_k> A_i , & \exists i\in [1,k), A_k> A_i \end{cases}

轉(zhuǎn)換成代碼玛歌,思路就是遍歷所有A_i昧港,選擇滿足A_k>A_i的最大的L_i,則L_k=L_i+1支子,如果A_k比所有A_i都要小创肥,則L_k=1


完整代碼

Leetcode上面有這個(gè)問題值朋,可以上去檢驗(yàn)一下:

class Solution {
public:

int max(const int &a, const int &b)
{
    return a>b?a:b;
}
int lengthOfLIS(vector<int> &nums)
{
    int n = nums.size();
    int res = 1;
    if(nums.size() == 0) return 0;
    
    int *l = new int[n];
    l[0] = 1;
    
    for(int i = 1; i < n; i++)  //填充L
    {
        int maxval = 1;
        for(int j = 0; j < i; j++)  //遍歷所有的A
        {
            if(nums[i] > nums[j])
            {
                maxval = max(maxval, l[j]+1);
            }
            l[i] = maxval;
        }
    }
    
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if(l[i]>res)
        {
            res = l[i];
        }
    }
    return res;
}

};

參考資料:https://www.zhihu.com/question/23995189

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