算法与技术详解：从最大连续子序列之和到AI音视频处理-优快云博客

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1.最大连续子序列之和

题目描述：给定K个整数的序列{ N1, N2, ..., NK }，其任意连续子序列可表示为{ Ni, Ni+1, ..., Nj }，其中 1 <= i <= j <= K。最大连续子序列是所有连续子序中元素和最大的一个，例如给定序列{ -2, 11, -4, 13, -5, -2 }，其最大连续子序列为{ 11, -4, 13 }，最大和为20。

解析：令sum[i]表示data[1:i]序列中的最大连续子序列之和，则其满足最优子结构。状态转移方程可以表示为sum[i]=max(sum[i-1]+a[i],a[i])。

#include <stdio.h>

#define MAXNUM	100
int main()
{
	int i,n,sum(0),max(0);
	int data[MAXNUM];
	while (scanf("%d",&n)!=EOF)
	{
		for (i=0; i<n; i++)
		{
			scanf("%d",&data[i]);
		}
		max=data[0];
		for(i=0; i<n; i++)
		{
			sum+=data[i];
			if(sum<data[i])
			{
				sum=data[i];
			}
			if (sum>max)
			{
				max=sum;
			}
		}
		printf("%d\n",max);
	}
	return 0;
}

2.最长公共子序列

题目描述：

若给定序列X={x1,x2,...,xm},则另一序列Z={z1,z2,...,zk}是X的子序列是指存在一个严格递增下表序列{i1,i2,...,ik}使得对于所有j=1,2,...,k有zj=xij。例如，序列Z={B,C,D,B}是序列X={A,B,C,B,D,A,B}的子序列，相应的递增下标序列为{2,3,5,7}。

当给定两个序列X和Y时，若序列Z即是X的子序列又是Y的子序列时，则称Z为X和Y的公共子序列。

找出序列X和Y的最长公共子序列。

解析：令c[i,j]表示序列X[1:i]和Y[1:j]中最长公共子序列Z[1:k]的长度，则最优子结构为

若X[i]==Y[j],则Z[1:k-1]为X[1:i-1]和Y[1:j-1]的最长公共子序列

若X[i]!=Y[j]且Z[k]!=X[i]，则Z[1:k]为 X[1:i-1]和Y[1:j]的最长公共子序列

若X[i]!=Y[j]且Z[k]!=Y[j]，则Z[1:k]为X[1:i]和Y[1:j-1]的最长公共子序列

根据最优子结构推出状态转移方程为

c[i,j]=0 if i==0||j==0

c[i,j]=c[i-1,j-1]+1 if i>&&j>0&&X[i]==Y[j]

c[i,j]=max(c[i-1,j],c[i,j-1]) if i>&&j>0&&X[i]!=Y[j]

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAXNUM	100
char s1[MAXNUM];
char s2[MAXNUM];
int num[MAXNUM][MAXNUM];
int vis[MAXNUM][MAXNUM];//用于追溯最长公共子序列 0表示相等，1表示(i-1,j),2表示(i,j-1)
void printLcs(int i, int j);
int main()
{
	int n;scanf("%d",&n);
	while (n--)
	{
		scanf("%s",s1);
		scanf("%s",s2);
		int i,j,len1,len2;
		len1=strlen(s1);
		len2=strlen(s2);
		for (i=0;i<=len1;i++)
		{
			num[i][0]=0;
		}
		for (j=0;j<=len2;j++)
		{
			num[0][j]=0;
		}
		for(i=1;i<=len1;i++)
		{
			for (j=1;j<=len2;j++)
			{
				if (s1[i-1]==s2[j-1])
				{
					num[i][j]=num[i-1][j-1]+1;
					vis[i][j]=0;
				}
				else
				{
					num[i][j]=num[i-1][j]>num[i][j-1]?num[i-1][j]:num[i][j-1];
					vis[i][j]=num[i-1][j]>num[i][j-1]?1:2;
				}
			}
		}
		printf("%d\n",num[len1][len2]);
		printLcs(len1,len2);
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

void printLcs(int i, int j)
{
	if (i==0)
	{
		return;
	}
	if (vis[i][j]==0)
	{
		printLcs(i-1,j-1);
		printf(" %c",s1[i-1]);
	}
	else if (vis[i][j]==1)
	{
		printLcs(i-1,j);
	}
	else
	{
		printLcs(i,j-1);
	}
}

3.数字三角形

题目描述：给定一个具有N层的数字三角形，从顶至底有多条路径，每一步可沿左斜线向下或右斜线向下，路径所经过多的数字之和为路径得分，求解出最小路径得分。

解析：令d[i][j]表示从第n层到第i层的第j个节点的最小路径得分。状态转移方程可以表示为d[i][j]=a[i][j]+max(d[i+1][j],d[i+1][j+1])。

#include <stdio.h>

#define MAXNUM	100
int triangleValue[MAXNUM][MAXNUM];
int d[MAXNUM][MAXNUM];
int main()
{
	int n;
	while (scanf("%d",&n)!=EOF)
	{
		int i,j;
		for (i=1;i<=n;i++)
		{
			for (j=1;j<=i;j++)
			{
				scanf("%d",&triangleValue[i][j]);
			}
		}
		for (i=1;i<=n;i++)
		{
			d[n][i]=triangleValue[n][i];
		}
		for (i=n-1;i>=1;i--)
		{
			for (j=1;j<=i;j++)
			{
				d[i][j]=triangleValue[i][j]+(d[i+1][j]<d[i+1][j+1]?d[i+1][j]:d[i+1][j+1]);
			}
		}
		printf("%d\n",d[1][1]);
	}
	return 0;
}

4.01背包问题

题目描述：有N件物品和一个重量为M的背包。第i件物品的重量是w[i]，价值是v[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。

分析：对于第i中物品存在着两种决策情况，一是放入背包中，另一中选择则是不放入背包中。令d[i][j]表示在前i种物品放入容量为j的背包中的最大价值，则其状态转移方程可以表示为d[i][j]=max(d[i-1][j],d[i-1][j-w[i]]+v[i])。

#include <stdio.h>
#include <string.h>


#define MAXNUM	101
int w[MAXNUM];
int v[MAXNUM];
int d[MAXNUM][MAXNUM];
int main()
{
	int n,maxWeight;
	while (scanf("%d%d",&n,&maxWeight)!=EOF)
	{
		int i,j;
		for (i=1;i<=n;i++)
		{
			scanf("%d%d",&w[i],&v[i]);
		}
		for (i=0;i<=n;i++)
		{
			for (j=0;j<=maxWeight;j++)
			{
				d[i][j]=0;
			}
		}
		for (i=1;i<=n;i++)
		{
			for (j=0;j<=maxWeight;j++)
			{
				if (j>=w[i])
				{
					d[i][j]=d[i-1][j]>(d[i-1][j-w[i]]+v[i])?d[i-1][j]:(d[i-1][j-w[i]]+v[i]);
				}
				else
					d[i][j]=d[i-1][j];
			}
		}
		printf("%d\n",d[n][maxWeight]);
	}
	return 0;
}
/*
输入
多组测试数据。
每组测试数据第一行输入，n 和 W ，接下来有n行，每行输入两个数，代表第i个物品的wi 和 vi。
输出
满足题意的最大价值，每组测试数据占一行。
*/

5.硬币问题

题目描述：有5种硬币，分别是面值为【50、25、10、5、1】，给定一个总值n，请统计出使用上述五种硬币兑换总值的总兑换方法。

解析：对于硬币兑换问题，其总兑换方法次数可以由包括第i中面值硬币的兑换方法次数和不包括第i中硬币的兑换方法次数求和得到。令d[j]表示为总面值为j的兑换方法次数，对有无第i种硬币进行n个阶段的决策，则状态转移方程可以描述为：d[j]=d[j]+d[j-coin[i]]

#define MAXNUM	7500
int d[MAXNUM];
int coin[6]={0,1,5,10,25,50};
int main()
{
	int n;
	d[0]=1;
	int i,j;
	for (i=1;i<MAXNUM;i++)
	{
		d[i]=0;
	}
	for (i=1;i<=5;i++)
	{
		for (j=1;j<MAXNUM;j++)
		{
			if (j>=coin[i])
			{
				d[j]+=d[j-coin[i]];
			}
		}
	}
	while (scanf("%d",&n)!=EOF)
	{
		printf("%d\n",d[n]);
	}
	return 0;
}

6.最长递增子序列

题目描述：若给定序列X={x1,x2,...,xm},寻找出子序列X1{xi...xj...}使得i<j,xi<xj成立，且序列X1的元素个数最长。

分析：令d[i]表示最后一个元素为第i个元素的最长递增子序列元素个数，则状态转移方程表示为d[i]=max(1,{d[j]+1,(j<i,a[j]<a[i])})

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAXNUM	10001
char str[MAXNUM];
int d[MAXNUM];
int main()
{
	int n;
	scanf("%d",&n);
	while (n--)
	{
		scanf("%s",str);
		int len=strlen(str);
		int i,j;
		for (i=0;i<len;i++)
		{
			d[i]=1;
			for (j=0;j<i;j++)
			{
				if (str[j]<str[i]&&(d[j]+1>d[i]))
				{
					d[i]=d[j]+1;
				}
			}
		}
		int maxNum=0;
		for (i=0;i<len;i++)
		{
			if (d[i]>maxNum)
				maxNum=d[i];
		}
		printf("%d\n",maxNum);
	}
	return 0;
}

/*
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
*/