SHU OJ - 415 A序列 最长上升子序列

本文介绍了一种使用最长上升子序列(LIS)算法求解特定序列问题的方法,并给出了详细的算法步骤及实现代码。通过该算法可以高效地找到满足条件的最长序列长度。

题目链接:A序列

dp1[i]代表以第i个字符结尾的最长上升子序列的长度

dp2[i]代表以第i个字符开始的最长下降子序列的长度

用nlogn的算法更新这两个dp数组。最后的答案就是max(min(dp1[i], dp2[i]) * 2 - 1) (0 <= i < n)

代码如下:

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cmath>

using namespace std;

const int MAX_N = 500005;

void LIS(int a[], int n, int dp[])
{
    int lis[MAX_N], len = 1;
    lis[0] = a[0];
    dp[0] = 1;
    for (int i = 1; i < n; i++)
    {
        if (lis[len - 1] < a[i])
        {
            lis[len++] = a[i];
            dp[i] = len;
        }
        else
        {
            int idx = lower_bound(lis, lis + len, a[i]) - lis;
            lis[idx] = a[i];
            dp[i] = idx + 1;
        }
    }
}

int main()
{
    //freopen("test.txt", "r", stdin);
    int n;
    int a[MAX_N];
    int dp1[MAX_N], dp2[MAX_N];
    while (~scanf("%d", &n))
    {
        for (int i = 0; i < n; i++)
            scanf("%d", &a[i]);
        LIS(a, n, dp1);
        reverse(a, a + n);
        LIS(a, n, dp2);
        reverse(dp2, dp2 + n);
        int ans = -1;
        for (int i = 0; i < n; i++)
            ans = max(ans, min(dp1[i], dp2[i]) * 2 - 1);
        printf("%d\n", ans);
    }
    return 0;
}



### 最长公共上升子序列 (LCIS) 的解题思路 对于最长公共上升子序列(Longest Common Increasing Subsequence, LCIS),该问题是两个经典问题——最长公共子序列(LCS)和最长上升子序列(LIS)的结合体。解决此问题通常采用动态规划的方法。 #### 定义状态转移方程 设 `A` 和 `B` 是给定的两个序列,长度分别为 `m` 和 `n`。定义二维数组 `dp[i][j]` 表示以 `A[i-1]` 结尾且在 `B[j-1]` 中找到的最大 LCIS 长度,则有如下状态转移关系: 当 `A[i-1]==B[j-1]` 并且满足前驱条件时, \[ dp[i][j]=dp[k][l]+1 \quad\text{其中}\ k<i,\ l<j,\ A[k-1]<A[i-1]\ and\ B[l-1]<B[j-1] \] 否则, \[ dp[i][j]=0 \] 这里需要注意的是,在实际编程过程中,为了简化计算过程并提高效率,可以在遍历的过程中维护一个额外的一维数组来记录当前最优解的位置索引以便于回溯路径[^2]。 #### 初始化与边界处理 初始化阶段应将所有的 `dp[i][0]` 及 `dp[0][j]` 设为零,因为任何序列与空序列之间的共同部分都为空;另外还需注意输入数据的有效性和特殊情形下的快速返回机制。 ```python def lcis(A, B): m, n = len(A), len(B) if not m or not n: return [] # Initialize DP table with zeros. dp = [[0]*(n+1) for _ in range(m+1)] prev = [[None]*(n+1) for _ in range(m+1)] max_length = 0 end_index = None for i in range(1,m+1): for j in range(1,n+1): if A[i-1] == B[j-1]: temp_max = 0 for p in range(i): if A[p-1] < A[i-1] and dp[p][j]>temp_max: temp_max=dp[p][j] dp[i][j] = temp_max + 1 if dp[i][j] > max_length: max_length = dp[i][j] end_index = i-1 prev[i][j]=(i,j-1) result_sequence = [] while end_index is not None: result_sequence.append(A[end_index]) next_pos=None for col in reversed(range(n)): if prev[end_index+1][col+1]==(end_index,col): next_pos=(end_index,col) break if next_pos==None: break else: end_index=next_pos[0]-1 return list(reversed(result_sequence)) ``` 上述代码实现了基于动态规划思想求解 LCIS 的基本框架,并通过构建辅助结构帮助追踪最终的结果序列[^4]。
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