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动态规划 最长上升子序列:例题二:最长上升子序列

问题描述 一个数的序列ai,当a1 < a2 < ... < aS的时候,我们称这个 序列是上升的。对于给定的一个序列(a1, a2, ..., aN),我们可 以得到一些上升的子序列(ai1, ai2, ..., aiK),这里1 <= i1 < i2 < ... < iK <= N。比如,对于序列(1, 7, 3, 5, 9, 4, 8), 有它的一些上升子序列,如(1, 7), (3, 4, 8)等等。这些子序 列中最长的长度是4,比如子序列(1, 3, 5, 8). 你的任务,就是对于给定的序列,求出最长上升子序列的长度。

输入数据 输入的第一行是序列的长度N (1 <= N <= 1000)。第二行给出 序列中的N个整数,这些整数的取值范围都在0到10000。

输出要求 最长上升子序列的长度。

1.找子问题 “求序列的前n个元素的最长上升子序列的长度”是个 子问题,但这样分解子问题,不具有“无后效性” 假设F(n) = x,但可能有多个序列满足F(n) = x。有的 序列的最后一个元素比 an+1小,则加上an+1就能形成更长上 升子序列;有的序列最后一个元素不比an+1小……以后的事 情受如何达到状态n的影响,不符合“无后效性” 6 解题思路 1.找子问题 “求以ak(k=1, 2, 3…N)为终点的最长上升子序列的 长度” 一个上升子序列中最右边的那个数,称为该子序列的 “终点”。 虽然这个子问题和原问题形式上并不完全一样,但 是只要这N个子问题都解决了,那么这N个子问题的解中, 最大的那个就是整个问题的解。

2. 确定状态: 子问题只和一个变量-- 数字的位置相关。因此序列中数 的位置k 就是“状态”,而状态 k 对应的“值”,就是以ak 做为“终点”的最长上升子序列的长度。 状态一共有N个。

3. 找出状态转移方程: maxLen (k)表示以ak做为“终点”的 最长上升子序列的长度那么:

初始状态:maxLen (1) = 1 maxLen (k) = max { maxLen (i):1<=i < k 且 ai < ak且 k≠1 } + 1 若找不到这样的i,则maxLen(k) = 1 maxLen(k)的值,就是在ak左边,“终点”数值小于ak ,且长度 最大的那个上升子序列的长度再加1。因为ak左边任何“终点”小于 ak的子序列,加上ak后就能形成一个更长的上升子序列。

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动归的三种形式

1)记忆递归型 优点:只经过有用的状态,没有浪费。递推型会查看一些 没用的状态,有浪费 缺点:可能会因递归层数太深导致爆栈,函数调用带来额 外时间开销。总体来说,比递推型慢。

2) “我为人人”递推型 没有什么明显的优势,有时比较符合思考的习惯。个别特 殊题目中会比“人人为我”型节省空间。

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