最長子序列可以說是剛接觸動(dòng)態(tài)規(guī)劃的人經(jīng)常遇見也不得不解決的問題,最常見的有兩種,一種是最長公共子序列(LCS),還有一個(gè)是最長上升子序列(LIS)。今天我就總結(jié)下這兩個(gè)的做法。
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一:最長公共子序列(LCS)
題目描述:給你兩個(gè)數(shù)組,可以是數(shù)字的,也可以是字符串,我們假設(shè)是數(shù)字的!舉個(gè)例子:
X? =? 1, 5, 6, 4, 1, 3, 7
Y? =? 1, 1, 6, 8, 3, 4, 7
求一個(gè)新的數(shù)組S,該數(shù)組中的每個(gè)數(shù)均是X和Y數(shù)組中的公共數(shù),并滿足原數(shù)組中數(shù)字的前后關(guān)系,這樣的數(shù)組有很多個(gè),比如說 ? (1,1),(1,1,3,7),(1,6,7)等。同時(shí)S數(shù)組要是長度最長的那個(gè),像上面的(1,1,3,7),長度是4,那么即為所求解!
做DP題目最重要的一點(diǎn)是能正確的構(gòu)造出DP函數(shù),如果能很好的構(gòu)造出來,就成功一半了。
dp[i][j] 表示X數(shù)組的前i位和Y數(shù)組的前j位之前的LCS,那么它可以由前面三個(gè)狀態(tài)推出來。
0???????????????????????????????? if(i=0 || j=0) --初始化,不難理解,不管是X還是Y數(shù)組,只要有一個(gè)長度是0,那么S數(shù)組就是0
dp[i][j] = max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]??? if(i,j>0 && X[i] != Y[j]) --S數(shù)組沒有添加數(shù)字,那么只能從前面繼承來,一個(gè)從X,一個(gè)從Y,看那個(gè)大
dp[i-1][j-1] + 1????????????? if(i,j>0 && X[i] == Y[j]) --如果是兩個(gè)相同,當(dāng)然是把S數(shù)組加1,可以看成X和Y都繼承了
代碼很簡單,兩個(gè)for循環(huán)就可以了。
二:最長遞增子序列(LIS)
題目描述:給你一個(gè)數(shù)組,如X數(shù)組,X = 1,2,3,6,5,7,4,8,6。
求一個(gè)新的數(shù)組S,該數(shù)組中的每個(gè)數(shù)均是X數(shù)組中的數(shù),且對S中任意兩個(gè)數(shù)S[i],S[j]滿足 j>i && s[j]>s[i]。同時(shí)S數(shù)組要是長度最長的那個(gè),像(1,2,3,6,7,8)和(1,2,3,5,7,8),長度是6,即為所求解。
dp[i]表示以X數(shù)組中的第i個(gè)元素為S數(shù)組的底元素的最長子序列的長度。這樣又可以變成子問題來求解了,
dp[i] = max(dp[j]) + 1??? 0<j<i? &&? X[i] > num[j]。就是在i前面找一個(gè)符合條件的最長子序列。
??? 對這個(gè)題目來說,dp方程還是比較容易推出來和理解的,但你可以發(fā)現(xiàn),時(shí)間復(fù)雜度是O(n^2)的,這對許多題目都是不能接受的,所以你必須進(jìn)行優(yōu)化。這就牽扯到一個(gè)問題,最長遞增子序列的O(n*lgn)做法。
??? 做法如下:首先給你一個(gè)數(shù)組stack,用來存儲最長遞增子序列(按照遞增的要求,即數(shù)組的最頂端的數(shù)最大,最尾的數(shù)最小,如果說用棧的話你也許更好理解),對X數(shù)組進(jìn)行線掃,如果X[i]大于數(shù)組的頂端元素(最大值),那么把這個(gè)數(shù)加入到stack數(shù)組中來,如果比頂端元素小,那么在stack數(shù)組中找到第一個(gè)大于X[i]的數(shù),并用X[i]替換掉。因?yàn)閟tack數(shù)組是有序的,在你找第一個(gè)大于X[i]的數(shù)的時(shí)候你就可以用二分查找來做,這就是優(yōu)化所在!
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??? 這兩個(gè)都是很簡單的dp題目,但也包含了動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想,在后面的很多題目中你會發(fā)現(xiàn)都會不經(jīng)意中用到這種思想,所以很好的理解他們是必須的。但動(dòng)態(tài)規(guī)劃博大精深,就因?yàn)樗麤]有固定的程序,許多都是思想,所以僅僅知道這兩個(gè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的!
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