最长上升子序列nlogn算法
最长递增子序列,Longest Increasing Subsequence 下面我们简记为 LIS。
排序+LCS算法 以及 DP算法就忽略了,这两个太容易理解了。
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。n
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)~!
/*
HDU 1950 Bridging signals
-----最长上升子序列nlogn算法
*/
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define MAXN 40005
int arr[MAXN],ans[MAXN],len;
/*
二分查找。 注意,这个二分查找是求下界的; (什么是下界?详情见《算法入门经典》 P145)
即返回 >= 所查找对象的第一个位置(想想为什么)
也可以用STL的lowe_bound二分查找求的下界
*/
int binary_search(int i){
int left,right,mid;
left=0,right=len;
while(left<right){
mid = left+(right-left)/2;
if(ans[mid]>=arr[i]) right=mid;
else left=mid+1;
}
return left;
}
int main()
{
freopen("input.txt","r",stdin);
int T,p,i,j,k;
scanf("%d",&T);
while(T--){
scanf("%d",&p);
for(i=1; i<=p; ++i)
scanf("%d",&arr[i]);
ans[1] = arr[1];
len=1;
for(i=2; i<=p; ++i){
if(arr[i]>ans[len])
ans[++len]=arr[i];
else{
int pos=binary_search(i); // 如果用STL: pos=lower_bound(ans,ans+len,arr[i])-ans;
ans[pos] = arr[i];
}
printf("%d\n",len);
}
return 0;
}
//lower_bound()函数https://blog.csdn.net/qq_37621623/article/details/80159500
下面是一道LIS的一道高质量模板体
链接:https://www.nowcoder.com/acm/contest/116/C
来源:牛客网
题目描述
输入描述:
第一行:一个整数n(0<n<500000)接下来一行:n个整数,第i个整数ai(0<=ai<500000)表示第i道题目的难度。
输出描述:
一行一个整数,表示杨老师最多可以学习多少个知识。
#include<iostream>
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int a[510050];
int b[510050];
int c[510050];
int t[510050];
int main()
{
int n;
cin>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>a[i];
}
int top=0;
for(int i=0;i<n;i++)
{
int tx=upper_bound(t,t+top,a[i])-t;
if(tx==top)
{
b[i]=top;
t[top++]=a[i];
}
else {
b[i]=tx;
t[tx]=a[i];
}
}
top=0;
for(int i=n;i>=0;i--)
{
int tx=upper_bound(t,t+top,a[i])-t;
if(tx==top)
{
c[i]=top;
t[top++]=a[i];
}
else {
c[i]=tx;
t[tx]=a[i];
}
}
int maxn=0;
/*for(int i=0;i<n;i++) cout<<b[i]<<' ';
cout<<endl;
for(int i=n-1;i>=0;i--) cout<<c[i]<<" ";
cout<<endl;*/
for(int i=0;i<n;i++)
{
maxn=max(maxn,b[i]+c[i]);
}
cout<<maxn<<endl;
return 0;
}