合唱队形 动态规划 最长递增子序列

本文探讨了一个经典的动态规划问题——合唱队形问题。通过分析如何利用动态规划求解最少需要几位同学出列,以便剩下的同学能排成特定的合唱队形。文章详细介绍了动态规划的解题思路,并提供了完整的代码实现。

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1.题目描述

N位同学站成一排,音乐老师要请其中的(N-K)位同学出列,使得剩下的K位同学不交换位置就能排成合唱队形。 合唱队形是指这样的一种队形:设K位同学从左到右依次编号为1, 2, …, K,他们的身高分别为T1, T2, …, TK, 则他们的身高满足T1 < T2 < … < Ti , Ti > Ti+1 > … > TK (1 <= i <= K)。 你的任务是,已知所有N位同学的身高,计算最少需要几位同学出列,可以使得剩下的同学排成合唱队形。
输入描述:
输入的第一行是一个整数N(2 <= N <= 100),表示同学的总数。第一行有n个整数,用空格分隔,第i个整数Ti(130 <= Ti <= 230)是第i位同学的身高(厘米)。
输出描述:
可能包括多组测试数据,对于每组数据,输出包括一行,这一行只包含一个整数,就是最少需要几位同学出列。
示例1
输入
8
186 186 150 200 160 130 197 220
输出
4

2.解题思路

动态规划问题,正反两次运用 LIS,即最长递增子序列。
分别找到左侧和右侧可以形成队形的人数,进行加和,由于两次都包含自身,因此还要再减去1

3.代码实现

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int dp1[101];
int dp2[101];
int high1[101];
int high2[101];//本例使用了两个数组,在循环中同时进行两个方向的计算
int main() {
	int n;
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		cin >> high1[i];
		high2[n - 1 - i] = high1[i];
	}
	dp1[0] = 1;
	dp2[0] = 1;
	int ans1, ans2;
	for (int i = 1; i < n; i++) {
		ans1 = 1; ans2 = 1;
		for (int j = 0; j < i; j++) {
			if (high1[i] > high1[j]) {
				ans1 = max(ans1, dp1[j]+1);
			}
			if (high2[i] > high2[j]) {
				ans2 = max(ans2, dp2[j]+1);
			}
		}
		dp1[i] = ans1; dp2[i] = ans2;
	}
	int result = 1;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		dp1[i] += dp2[n - 1 - i];
		result = max(result, dp1[i]);
	}
	cout << n - result + 1 << endl;
	system("pause");
}
合唱队形问题是一个经典的动态规划问题。假设有一支合唱队,由N个人组成,每个人的身高同。现在要求将这支合唱队分成两个部分,左边为递增子序列,右边为递减子序列,且两个部分的人数之和最大。 解决这个问题的关键是找到最长递增子序列最长的递减子序列。首先,可以使用动态规划来求解最长递增子序列的长度。定义一个数组dp1,其中dp1[i]表示以第i个人结尾的最长递增子序列的长度。初始时,将dp1数组中的每个元素初始化为1。 然后,从第二个人开始遍历到第N个人,对于每个人i,遍历其前面的所有人j(j从1到i-1),如果第j个人的身高小于第i个人的身高,并且dp1[j]+1大于dp1[i],则更新dp1[i]=dp1[j]+1。 接下来,可以使用类似的方法求解最长递减子序列的长度。定义一个数组dp2,其中dp2[i]表示以第i个人开头的最长递减子序列的长度。同样地,将dp2数组中的每个元素初始化为1。 从倒数第二个人开始遍历到第一个人,对于每个人i,遍历其后面的所有人j(j从i+1到N),如果第j个人的身高小于第i个人的身高,并且dp2[j]+1大于dp2[i],则更新dp2[i]=dp2[j]+1。 最后,遍历每个人,计算dp1[i]+dp2[i]-1的最大值,就是可以分成两个部分的合唱队形的最大人数。 这就是使用动态规划解决合唱队形问题的基本思路。希望能对你有所帮助!
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