BZOJ 1264 Match 基因匹配 (dp 树状数组优化)

这是一篇关于解决AHOI2006基因匹配问题的文章,介绍了如何使用动态规划(dp)结合树状数组( BIT )来优化求解两个DNA序列的最大匹配长度。通过读入等长的DNA序列,程序计算它们的最长公共子序列,并输出最大匹配数目。示例输入和输出展示了7作为两个DNA序列的最大匹配数。

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1264: [AHOI2006]基因匹配Match

Time Limit: 10 Sec Memory Limit: 162 MB
Description

基因匹配(match) 卡卡昨天晚上做梦梦见他和可可来到了另外一个星球,这个星球上生物的DNA序列由无数种碱基排列而成(地球上只有4种),而更奇怪的是,组成DNA序列的每一种碱基在该序列中正好出现5次!这样如果一个DNA序列有N种不同的碱基构成,那么它的长度一定是5N。 卡卡醒来后向可可叙述了这个奇怪的梦,而可可这些日子正在研究生物信息学中的基因匹配问题,于是他决定为这个奇怪星球上的生物写一个简单的DNA匹配程序。 为了描述基因匹配的原理,我们需要先定义子序列的概念:若从一个DNA序列(字符串)s中任意抽取一些碱基(字符),将它们仍按在s中的顺序排列成一个新串u,则称u是s的一个子序列。对于两个DNA序列s1和s2,如果存在一个序列u同时成为s1和s2的子序列,则称u是s1和s2的公共子序列。 卡卡已知两个DNA序列s1和s2,求s1和s2的最大匹配就是指s1和s2最长公共子序列的长度。 [任务] 编写一个程序:  从输入文件中读入两个等长的DNA序列;  计算它们的最大匹配;  向输出文件打印你得到的结果。

Input

输入文件中第一行有一个整数N,表示这个星球上某种生物使用了N种不同的碱基,以后将它们编号为1…N的整数。 以下还有两行,每行描述一个DNA序列:包含5N个1…N的整数,且每一个整数在对应的序列中正好出现5次。

Output

输出文件中只有一个整数,即两个DNA序列的最大匹配数目。

Sample Input

2

1 1 2 2 1 1 2 1 2 2

1 2 2 2 1 1 2 2 1 1

Sample Output

7

HINT

[数据约束和评分方法]
60%的测试数据中:1<=N <= 1 000
100%的测试数据中:1<=N <= 20 000

思路:
f[i]表示以a[i]为末尾的最长公共子串长度
LCS的决策+1的条件是a[i]==b[j] 于是我们记录a序列中每个数的5个位置
扫一下b[i] 对于每个b[i]找到b[i]在a中的5个位置
这5个位置的每个f[pos]值都可以被b[i]更新
于是找到f[1~pos-1]的最大值+1 更新f[pos]即可
max用树状数组维护

#include<cstdio>  
#include<cstring>  
#include<iostream>  
#include<algorithm>  
#define N 200010
#define M 1000010
#define lowbit(x) (x&-x)
using namespace std;

int n, m, ans;
int a[M], b[M], c[M], f[M], pos[N][6], cnt[N];

void modify(int x, int val){  
    for(; x<=m; x+=lowbit(x))  
        c[x] = max(c[x], val);  
}

int query(int x){  
    int ret = 0;
    for(; x; x-=lowbit(x))  
        ret = max(ret, c[x]);  
    return ret;
}

int main(){  
    scanf("%d", &n); m = n * 5;
    for(int i=1; i<=m; i++){
        scanf("%d", &a[i]);
        pos[a[i]][++cnt[a[i]]] = i;  
    }
    for(int i=1; i<=m; i++)  
        scanf("%d", &b[i]);  
    for(int i=1; i<=m; i++){
        for(int j=5; j; j--){
            int k = pos[b[i]][j];
            f[k] = max(f[k], query(k-1)+1);
            modify(k, f[k]);
            ans = max(ans, f[k]);
        }
    }
    printf("%d", ans);
    return 0;
}
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