求最长不下降子序列(nlogn)

  最长递增子序列问题:在一列数中寻找一些数,这些数满足:任意两个数a[i]和a[j],若i<j,必有a[i]<a[j],这样最长的子序列称为最长递增子序列。

    设dp[i]表示以i为结尾的最长递增子序列的长度,则状态转移方程为:

  dp[i] = max{dp[j]+1}, 1<=j<i,a[j]<a[i].

    这样简单的复杂度为O(n^2),其实还有更好的方法。

  考虑两个数a[x]和a[y],x<y且a[x]<a[y],且dp[x]=dp[y],当a[t]要选择时,到底取哪一个构成最优的呢?显然选取a[x]更有潜力,因为可能存在a[x]<a[z]<a[y],这样a[t]可以获得更优的值。在这里给我们一个启示,当dp[t]一样时,尽量选择更小的a[x].

    按dp[t]=k来分类,只需保留dp[t]=k的所有a[t]中的最小值,设d[k]记录这个值,d[k]=min{a[t],dp[t]=k}。显然d[]中的元素是a[]中的某些数

    这时注意到d的两个特点(重要):

  1. d[k]在计算过程中单调不升;(很显然啊,在更新d[k]时一直用比它更小的数来更新)           

  2. d数组是有序的,d[1]<d[2]<..d[n]。(也很显然啊,如果d[5]<d[2],,,,,怎么可能,肯定错啦)

     利用这两个性质,可以很方便的求解:

  1. 设当前已求出的最长上升子序列的长度为len(初始时为1),每次读入一个新元素x:

  2. 若x>d[len],则直接加入到d的末尾,且len++;(利用性质2)

     否则,在d中二分查找,找到第一个比x小的数d[k](说明d[k+1]>=x),并d[k+1]=x,在这里x<=d[k+1]一定成立(性质1,2)。

 

                  最长递增子序列O(nlogn)算法:


  状态转移方程:f[i] = max{f[i],f[j]+1},1<=j<i,a[j]<a[i].
  分析:加入x<y,f[x]>=f[y],则x相对于y更有潜力。
  首先根据f[]值分类,记录满足f[t]=k的最小的值a[t],记d[k]=min{a[t]},f[t]=k.
  1.发现d[k]在计算过程中单调不上升
  2.d[1]<d[2]<...<d[k] (反证) 1 2 3 8 4 7
  解法:
  1.设当前最长递增子序列为len,考虑元素a[i];
  2.若d[len]<a[i],则len++,并将d[len]=a[i];
  否则,在d[0-len]中二分查找,找到第一个比它小的元素d[k],并d[k+1]=a[i].()

  

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;  
 3 const int N = 41000;  
 4 int a[N];       //a[i] 原始数据  
 5 int d[N];       //d[i] 长度为i的递增子序列的最小值  
 6   
 7 int BinSearch(int key, int* d, int low, int high)//二分,目的是在d[low]与d[high]之间找到第一个比key小的d[](第一个是指从后往前第一个)  
 8 {  
 9     while(low<=high)  
10     {  
11         int mid = (low+high)>>1;  
12         if(key>d[mid] && key<=d[mid+1])  
13             return mid;  
14         else if(key>d[mid])  
15             low = mid+1;  
16         else  
17             high = mid-1;  
18     }  
19     return 0;  
20 }  
21   
22 int LIS(int* a, int n, int* d)  
23 {  
24     int i,j;  
25     d[1] = a[1];  
26     int len = 1;        //递增子序列长度  
27     for(i = 2; i <= n; i++)  
28     {  
29         if(d[len]<a[i])  
30             j = ++len;  
31         else  
32             j = BinSearch(a[i],d,1,len) + 1;  
33         d[j] = a[i];  
34     }  
35     return len;  
36 }  
37   
38 int main()  
39 {  
40     int p;  
41     scanf("%d",&p);  
42     for(int i = 1; i <= p; i++)  
43     scanf("%d",&a[i]);  
44     printf("%d\n",LIS(a,p,d)); 
45 
46     return 0;  
47 }

 

posted @ 2015-07-28 19:42  CXCXCXC  阅读(614)  评论(0编辑  收藏  举报