单调递增最长子序列(一)

本文介绍了一种解决最长递增子序列问题的经典算法,并通过一个具体的编程实例演示了其应用过程。该算法使用动态规划的方法,对于较小的数据集表现良好。

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单调递增最长子序列

时间限制: 3000 ms  |  内存限制: 65535 KB
难度: 4
描述
求一个字符串的最长递增子序列的长度
如:dabdbf最长递增子序列就是abdf,长度为4
输入
第一行一个整数0<n<20,表示有n个字符串要处理
随后的n行,每行有一个字符串,该字符串的长度不会超过10000
输出
输出字符串的最长递增子序列的长度
样例输入
3
aaa
ababc
abklmncdefg
样例输出
1
3
7

解析:求解最长递增子序列,用dp[i],记录第i个数可以连接最长子串个数。

            这个算法复杂度时O(n2),如果数据量大,可以在筛选时用二分法使复杂度降低到O(nlogn)。


#include<stdio.h>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N = 1e4+10;
char a[N];
int n,ans,maxn,f[N];
int main()
{
	int t,j;
	scanf("%d",&t);
	while(t--){
		scanf("%s",a);
		n=strlen(a);
		ans=0;
		int m = 0;
		for(int i = 0; i < n ; i++){
			maxn=0;
			for(j=0;j<=i;j++){
			if(a[j]<a[i]&&maxn<f[j])
			maxn=f[j];
			}
			f[i]=maxn+1;
			if(f[i]>ans) ans=f[i];
		}
		printf("%d\n",ans);
	}
}


可以运用动态规划的思想设计个时间复杂度为 $O(n^2)$ 的算法来找出由 $n$ 个数组成的序列最长单调递增序列。 ### 算法步骤 1. 输入序列 `b[]`。 2. 将该序列进行排序得到新的序列 `a[]`(递增的)。 3. 将问题转化为求这两个序列 `a`、`b` 的大公共子序列。 4. 运用动态规划的解题思想,先求得子问题的结果,记录在 `c[][]` 数组中,再根据 `c[][]` 中的值的情况得到大公共子序列 [^3]。 ### 代码实现 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 比较函数,用于 qsort int compare(const void *a, const void *b) { return (*(int *)a - *(int *)b); } // 求两个序列大公共子序列 int LCS(int a[], int b[], int m, int n) { int c[m + 1][n + 1]; int i, j; // 初始化 c 数组 for (i = 0; i <= m; i++) { for (j = 0; j <= n; j++) { if (i == 0 || j == 0) c[i][j] = 0; else if (a[i - 1] == b[j - 1]) c[i][j] = c[i - 1][j - 1] + 1; else c[i][j] = (c[i - 1][j] > c[i][j - 1]) ? c[i - 1][j] : c[i][j - 1]; } } return c[m][n]; } // 找出最长单调递增序列 int findLIS(int b[], int n) { int a[n]; // 复制数组 for (int i = 0; i < n; i++) { a[i] = b[i]; } // 对数组 a 进行排序 qsort(a, n, sizeof(int), compare); return LCS(a, b, n, n); } int main() { int b[] = {10, 22, 9, 33, 21, 50, 41, 60, 80}; int n = sizeof(b) / sizeof(b[0]); int lisLength = findLIS(b, n); printf("最长单调递增序列的长度是: %d\n", lisLength); return 0; } ``` ### 复杂度分析 状态数 `f[...]` 总共 $O(n)$ 个,状态转移的消耗为 $O(n)$,所以总的时间复杂度为 $O(n^2)$ [^2]。
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