CF2124H Longest Good Subsequence 题解

Description

将一个长度为 \(m\) 的数组 \(b\) 称为 好数组（good），如果它满足以下两个条件：

1. 对于每个 \(1 \leq i \leq m\)，都有 \(1 \leq b_i \leq i\)。

2. 存在一个长度为 \(m\) 的排列 \(p\)，使得对于每个 \(1 \leq i \leq m\)，都有：
   \(b_i\) 是使得区间 \([b_i, i]\) 中的最小值恰好等于 \(p_i\) 的最小下标，也就是满足

   \[\min(p_{b_i}, p_{b_i+1}, \dots, p_i) = p_i \]

例如，数组 \([1,1,3,3,5]\) 是一个好数组（可以取排列 \(p = [2,1,5,3,4]\) 来满足第二个条件）；
而数组 \([1,1,2]\) 不是好数组。

注意：空数组被视为好数组。

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现在给定一个长度为 \(n\) 的数组 \(a\)，你需要找出其中最长的好子序列的长度。

\(n\leq 15000\)。

Solution

考虑什么样的数组 \(b\) 是合法的。

显然需要满足 \(b_{b_i-1}\) 是 \(b_i\) 左边第一个比 \(b_i\) 小的数，那么由于 \(b_{b_i}\geq b_i>b_{b_i-1}\)，所以 \(b_{b_i}=b_i\)。

考虑对 \(b_x=x\) 的这些位置进行区间 dp。

具体地，设 \(f_{i,j}\) 表示只考虑 \([i,j]\) 中大于等于 \(a_i\) 的数，\(i\) 必须选，且 \(i\) 是第 \(a_i\) 个选的数的最长长度。注意这里由于已经钦定 \(i\) 的位置了，所以就不管前面是否能选以及 \(a_i\) 这里是否满足条件，把这个区间内的数看成一个独立的个体。

有如下几种转移：

1. \(a_j<a_i\)，则 \(f_{i,j}\leftarrow f_{i,j-1}\)。

2. \(a_j=a_i\)，则 \(f_{i,j}\leftarrow f_{i,j-1}+1\)。

3. \(a_j>a_i\)，现在需要为 \(a_j\) 找到其对应的开头 \(k\)，满足 \(a_k=a_j\)，且 \(k\) 可以作为第 \(a_k\) 个数出现。

   这个显然等价于 \(f_{i,k-1}\geq a_k-1\)，因为由于这个子序列支持从末尾删除，所以可以得到一个长度为 \(a_k-1\) 的子序列，而 \(b_i\leq i\)，所以前面的数都小于等于 \(a_k-1\)，此时 \(a_k\) 就可以作为开头了。

   转移为 \(f_{i,j}\leftarrow\max\{f_{i,j-1},f_{k,j}\}\)，由于只需要找到最小的满足条件的 \(k\)，扫右端点的时候维护一个数组即可。

答案即为所有满足 \(a_i=1\) 的 \(i\) 中 \(f_{i,n}\) 的最大值。

时间复杂度：\(O(n^2)\)。

Code

#include <bits/stdc++.h>

// #define int int64_t

const int kMaxN = 1.5e4 + 5;

int n;
int a[kMaxN], f[kMaxN][kMaxN];

void chkmax(int &x, int y) { x = (x > y ? x : y); }
void chkmin(int &x, int y) { x = (x < y ? x : y); }

void dickdreamer() {
  std::cin >> n;
  for (int i = 1; i <= n; ++i) std::cin >> a[i];
  int ans = 0;
  for (int i = n; i; --i) {
    static int fir[kMaxN];
    std::fill_n(fir + 1, n, 0);
    f[i][i] = a[i];
    for (int j = i + 1; j <= n; ++j) {
      f[i][j] = f[i][j - 1];
      if (a[j] < a[i]) continue;
      if (a[j] == a[i]) chkmax(f[i][j], f[i][j - 1] + 1);
      if (!fir[a[j]] && f[i][j - 1] + 1 >= a[j]) fir[a[j]] = j;
      if (fir[a[j]]) chkmax(f[i][j], f[fir[a[j]]][j]);
    }
    if (a[i] == 1) chkmax(ans, f[i][n]);
  }
  std::cout << ans << '\n';
}

int32_t main() {
#ifdef ORZXKR
  freopen("in.txt", "r", stdin);
  freopen("out.txt", "w", stdout);
#endif
  std::ios::sync_with_stdio(0), std::cin.tie(0), std::cout.tie(0);
  int T = 1;
  std::cin >> T;
  while (T--) dickdreamer();
  // std::cerr << 1.0 * clock() / CLOCKS_PER_SEC << "s\n";
  return 0;
}