hdu1025 Constructing Roads In JGShining's Kingdom(DP+二分)

本文详细解析了最长上升子序列(LIS)问题的解决方法,并通过引入二分查找优化了时间复杂度,实现从O(N^2)降低到O(NlogN),并提供了C++代码实现。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

这题是求最长上升最长子序列,不过直接做会超时,所以要改变做法,并加上二分

下面是具体的做法的解析

(解析部分转自 http://blog.youkuaiyun.com/ice_crazy/article/details/7536332)


假设存在一个序列d[1..9] = 2 1 5 3 6 4 8 9 7,可以看出来它的LIS长度为5。
下面一步一步试着找出它。
我们定义一个序列B,然后令 i = 1 to 9 逐个考察这个序列。
此外,我们用一个变量Len来记录现在最长算到多少了
首先,把d[1]有序地放到B里,令B[1] = 2,就是说当只有1一个数字2的时候,长度为1的LIS的最小末尾是2。这时Len=1
然后,把d[2]有序地放到B里,令B[1] = 1,就是说长度为1的LIS的最小末尾是1,d[1]=2已经没用了,很容易理解吧。这时Len=1
接着,d[3] = 5,d[3]>B[1],所以令B[1+1]=B[2]=d[3]=5,就是说长度为2的LIS的最小末尾是5,很容易理解吧。这时候B[1..2] = 1, 5,Len=2
再来,d[4] = 3,它正好加在1,5之间,放在1的位置显然不合适,因为1小于3,长度为1的LIS最小末尾应该是1,这样很容易推知,长度为2的LIS最小末尾是3,于是可以把5淘汰掉,这时候B[1..2] = 1, 3,Len = 2
继续,d[5] = 6,它在3后面,因为B[2] = 3, 而6在3后面,于是很容易可以推知B[3] = 6, 这时B[1..3] = 1, 3, 6,还是很容易理解吧? Len = 3 了噢。
第6个, d[6] = 4,你看它在3和6之间,于是我们就可以把6替换掉,得到B[3] = 4。B[1..3] = 1, 3, 4, Len继续等于3
第7个, d[7] = 8,它很大,比4大,嗯。于是B[4] = 8。Len变成4了
第8个, d[8] = 9,得到B[5] = 9,嗯。Len继续增大,到5了。
最后一个, d[9] = 7,它在B[3] = 4和B[4] = 8之间,所以我们知道,最新的B[4] =7,B[1..5] = 1, 3, 4, 7, 9,Len = 5。
于是我们知道了LIS的长度为5。
!!!!! 注意。这个1,3,4,7,9不是LIS,它只是存储的对应长度LIS的最小末尾。有了这个末尾,我们就可以一个一个地插入数据。虽然最后一个d[9] = 7更新进去对于这组数据没有什么意义,但是如果后面再出现两个数字 8 和 9,那么就可以把8更新到d[5], 9更新到d[6],得出LIS的长度为6。
然后应该发现一件事情了:在B中插入数据是有序的,而且是进行替换而不需要挪动——也就是说,我们可以使用二分查找,将每一个数字的插入时间优化到O(logN)~~~~~于是算法的时间复杂度就降低到了O(NlogN)~



接下来贴上我的代码

  1. #include <iostream>  
  2. #include <cstdio>  
  3. #include <cstdlib>  
  4. #include <string.h>  
  5. #include <algorithm>  
  6.   
  7. using namespace std;  
  8.   
  9. struct node  
  10. {  
  11.     int u,v;  
  12. }nnode,p[550000];  
  13.   
  14. int dp[550000];     // dp数组记录长度len的递增序列的最后一个数字  
  15.   
  16. inline int max(int a ,int b)  
  17. {  
  18.     return (a>=b)?a:b;  
  19. }  
  20.   
  21. bool operator < (node a ,node b)  
  22. {  
  23.     if (a.u!=b.u)  
  24.         return a.u<b.u;  
  25.     return a.v<b.v;  
  26. }  
  27.   
  28. int main()  
  29. {  
  30.     int N,t=0;  
  31.     while (scanf("%d",&N)!=EOF)  
  32.     {  
  33.         t++;  
  34.         for (int i=0;i<N;i++)  
  35.         {  
  36.             scanf("%d%d",&p[i].u,&p[i].v);  
  37.         }  
  38.         sort(p,p+N);  
  39.         memset(dp,0,sizeof(dp));  
  40.         //===============  
  41.         // 二分查找  
  42.         int len =1;  
  43.         dp[1]=p[0].v;  
  44.         for (int i=1;i<N;i++)  
  45.         {  
  46.             int left=1,right=len;     
  47.   
  48.             while (left<=right)  
  49.             {  
  50.                 int mid=(left+right)/2;  
  51.                 if (dp[mid]<p[i].v)  
  52.                     left=mid+1;  
  53.                 else  
  54.                     right=mid-1;  
  55.             }  
  56.             dp[left]=p[i].v;  
  57.             if (left>len) len++;  
  58.         }  
  59.         if (len==1)  
  60.             printf("Case %d:\nMy king, at most %d road can be built.\n\n",t,len);  
  61.         else  
  62.             printf("Case %d:\nMy king, at most %d roads can be built.\n\n",t,len);  
  63.     }  
  64.     return 0;  
  65. }  
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