贪心算法之——最长上升子序列

题目描述:

给定一个整型数组, 求这个数组的最长严格递增子序列的长度。 譬如序列1 2 2 4 3 的最长严格递增子序列为1,2,4或1,2,3.他们的长度为3。

输入:

输入可能包含多个测试案例。
对于每个测试案例,输入的第一行为一个整数n(1<=n<=100000):代表将要输入的序列长度
输入的第二行包括n个整数,代表这个数组中的数字。整数均在int范围内。

输出:

对于每个测试案例,输出其最长严格递增子序列长度。

样例输入:

4
4 2 1 3
5
1 1 1 1 1

样例输出:

2
1

该题用贪心算法来做,思路如下:

1、所谓贪心选择性质是指所求问题的整体最优解可以通过一系列局部最优的选择,即贪心选择来达到。这是贪心算法可行的第一个基本要素,也是贪心算法与动态规划算法的主要区别;

2、在这道题中,定义一个数组来存放最后的上升子序列,先将第一个数存入数组,对于之后的数,都和第一个数进行比较,如果大于第一个数,则存入,否则,使用二分法查找数组中第一个大于该数的数字,替换之;

3、通过这种方法,可以保证数组中的序列是有序的,而且是相对较小的序列,即有更大的潜力能成为最长子序列。

具体的c++代码如下所示:

#include<iostream>
#include<vector>




using namespace std;
int maxLongNoDrop(const vector<int> &a)//最长上升子序列
{
vector<int> s;
int l = a.size();
if (l == 0)
{
return 0;
}
s.push_back(a[0]);
int i = 1;
for (i = 1; i<l;i++)
{
if (a[i]>s.back())
{
s.push_back(a[i]);
}
else
{
int leftn = 0, rightn = s.size() - 1, mid = 0;
while (leftn <=rightn)
{
mid = (rightn + leftn) / 2;
if (a[i] > s[mid])
{
leftn = mid + 1;
}
else
{
rightn = mid - 1;
}
}
s[leftn] = a[i];
}
}
return s.size();


}


int main()
{
vector<int> vin = { 1, 3, 6, 5, 8, 0, 3 };
int maxlong = maxLongNoDrop(vin);
cout << maxlong << endl;
system("pause");
return 0;
}

### 动态规划解决最长上升子序列问题 #### 定义与目标 最长上升子序列(Longest Increasing Subsequence, LIS)是在一个给定的无序数组中,找出一个最长的子序列,该子序列中的元素严格递增。需要注意的是,这个子序列不需要是连续的。 对于这个问题,可以采用动态规划的方法来求解其长度。通过定义 `dp[i]` 表示以第 `i` 个元素结尾的最长上升子序列的长度[^2]。 --- #### 动态规划的核心思路 为了计算每一个位置上的最优解,我们需要遍历之前的元素并更新当前状态: 1. 初始化:令所有的 `dp[i] = 1`,因为最短的情况下,每个单独的元素本身就是一个长度为 1 的上升子序列。 2. 转移方程: 对于任意两个索引 `j < i`,如果满足条件 `arr[j] < arr[i]`,则有: \[ dp[i] = \max(dp[i], dp[j] + 1) \] 这表示将以 `arr[j]` 结尾的子序列扩展到 `arr[i]` 上形成新的更长的子序列。 3. 最终结果:整个数组的最大值即为所求的最长上升子序列的长度: \[ \text{result} = \max_{0 \leq i < n}(dp[i]) \] 这种方法的时间复杂度为 \(O(n^2)\),其中 \(n\) 是输入数组的大小。 --- #### C++代码实现 以下是基于上述方法的一个完整的C++程序实现: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; int lengthOfLIS(vector<int>& nums) { if (nums.empty()) return 0; int n = nums.size(); vector<int> dp(n, 1); // 初始状态下,每个元素都至少构成长度为1的子序列 for(int i = 1; i < n; ++i){ for(int j = 0; j < i; ++j){ if(nums[j] < nums[i]){ dp[i] = max(dp[i], dp[j]+1); } } } return *max_element(dp.begin(), dp.end()); // 返回最大值作为最终的结果 } // 测试函数 void test(){ vector<int> sequence = {2, 3, 4, 1, 5, 8, 6}; cout << "The Length of Longest Increasing Subsequence is: " << lengthOfLIS(sequence) << endl; } int main() { test(); return 0; } ``` 此代码实现了基本的动态规划解决方案,并测试了一个样例数据集 `{2, 3, 4, 1, 5, 8, 6}`,输出应为 `5`,对应于可能的子序列 `[2, 3, 4, 5, 6]` 或者 `[2, 3, 4, 5, 8]`[^4]。 --- #### 更高效的算法 —— O(n log n) 尽管上面提到的动态规划方法简单直观,但它的时间复杂度较高 (\(O(n^2)\))。一种更为高效的方式利用二分查找配合贪心策略可以在 \(O(n \log n)\) 时间内完成相同任务。 核心思想在于维护一个辅助列表 `tails[]` 来记录潜在候选者的最小结束数值。每当遇到新数时,我们尝试将其放置在合适的位置替换掉旧值或将它追加至末尾。 具体步骤如下: - 遍历原数组; - 使用二分查找定位应该插入的新位置; - 更新或扩充 `tails[]` 数组。 这种改进版本不仅保持了正确性还显著提升了性能表现。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

我是你的春哥!

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值