2011年暑期集训练习赛(二)解题报告

C:Optical Experiment-by xzc

C:Optical Experiment

LCS(Longest Common Subsequences)最长公共子序列用一般的动态规划时间复杂度O(N^2), 但经过优化可以达到O(NlogN),下面是转载集训队某人的最长递增子序列解题报告。

  先回顾经典的O(n^2)的动态规划算法,设A[i]表示序列中的第i个数,F[i]表示从1到i这一段中以i结尾的最长上升子序列的长度,初始时设 F[i] = 0(i = 1, 2, ..., len(A))。则有动态规划方 程:F[i] = max{F[i], F[j] + 1} (j = 1, 2, ..., i - 1, 且A[j] < A[i])。

  现在,我们仔细考虑计算F[i]时的情况。假设有两个元素A[x]和A[y],满足

   (1)x < y < i 

      (2)A[x] < A[y] < A[i] 

      (3)F[x] = F[y]

  此时,选择F[x]和选择F[y]都可以得到同样的F[i]值,那么,在最长上升子序列的这个位置中,应该选择A[x]还是应该选择A[y]呢?

  很明显,选择A[x]比选择A[y]要好。因为由于条件(2),在A[x+1] ... A[i-1]这一段中,如果存在A[z],A[x] < A[z] < a[y],则与选择A[y]相比,将会得到更长的上升子序列。

  再根据条件(3),我们会得到一个启示:根据F[]的值进行分类。对于F[]的每一个取值k,我们只需要保留满足F[i] = k的所有A[i]中的 最小值。设D[k]记录这个值,即D[k] = min{A[i]} (F[i] = k)。PS:k长上升子序列最小的值,以便获得更长的上升子序列

  注意到D[]的两个特点:

  (1) D[k]的值是在整个计算过程中是单调不上升的。
  (2) D[]的值是有序的,即D[1] < D[2] < D[3] < ... < D[n]。

  利用D[],我们可以得到另外一种计算最长上升子序列长度的方法。设当前已经求出的最长上升子序列长度为len。先判断A[i]与D [len]。若 A[i] > D[len],则将A[i]接在D[len]后将得到一个更长的上升子序 列,len = len + 1, D[len] = A[i];否则,在D[1]..D[len]中,找到最大的j,满足D[j] & lt; A[i]。令k = j + 1,则有D[j] < A[i] <= D[k],将A[i]接在D[j]后将得到一个更长的上升子序 列,同时更新D[k] = A[i]。最后,len即为所要求的最长上升子序列的长度。

  在上述算法中,若使用朴素的顺序查找在D[1]..D[len]查找,由于共有O(n)个元素需要计算,每次计算时的复杂度是O(n),则整个算法的 时间复杂度为O(n^2),与原来的算法相比没有任何进步。但是由于D[]的特点(2),我们在D[]中查找时,可以使用二分查找高效地完成,则整个算法 的时间复杂度下降为O(nlogn),有了非常显著的提高。需要注意的是,D[]在算法结束后记录的并不是一个符合题意的最长上升子序列!

  这个算法还可以扩展到整个最长子序列系列问题,整个算法的难点在于二分查找的设计,需要非常小心注意。
PS:搞的时候可以初始化D[]数组值为0.
/*读者的code*/
#include <iostream>
using namespace std;
/*
功能: 
    求最长子序列 nlogn  算法  
     
     a[] 表示输入序列  n 序列长度  序列下标1开始 flag:LIS_UP 严格上升  LIS_NOTDOWN 非下降      
     call: printf("%d\n",LIS_UP(a,n,LIS_UP)); 严格上升 
     call;printf("%d\n",LIS_UP(a,n,LIS_NOTDOWN));非下降
*/
typedef int ElementType;
#define LIS_UP 0   //严格上升
#define LIS_NOTDOWN 1 //非下降
    int LIS(ElementType *a,int n,int flag)
    {
        int i;
        ElementType *d = new ElementType[n+1];
        for (i=0;i<=n;i++)d[i]=0;
        int len=1;
        d[1]=a[1];
        for (i=2;i<=n;i++)
        {
            int l=0,h=len;
            if(flag==LIS_NOTDOWN)
            {
                if (d[len]<=a[i])
                {
                    d[++len]=a[i];
                    continue;
                }
            }
           /*
二分查找取d数组中小于a[i]并且下标最大的值,返回下标l
*/
            d[l]=a[i];
            if (l>len)len++;
        }
        delete[] d;
        return len;
    }


  最长公共子序列向最长递增子序列退化:

  设有序列A,B。记序列A中各个元素在B中的位子(降序排列),然后按在A中的位置依次列出然后求A的最长递增子序列。
PS:
A串位置             1 2 3 4
               A串: 4 3 5 2
               B串: 2 5 4 3
B串位置:        1 2 3 4
A串在B串--位置  3 4 2 1  因为B串已经顺序了,只要求出这行的最长递增子序列 就是最长公共子序列的长度了。
  例如:有A={a,b,a,c,x},B={b,a,a,b,c,a}则有a={6,3,2},b={4,1},c={5};x=/;(注意降序排列)

然后按A中次序排出{a(6,3,2),b(4,1),a(6,3,2),c(5),x()}={6,3,2,4,1,6,3,2,5};对此序列求最长递增子序列即可

推荐题目:
POJ 2553
http://codeforces.com/contest/67/problem/D
poj 1836

H:又见GCD

I:Lawn mower

J:取石子游戏


为解题报告打分
暂时不评分

★★
★★★
★★★★
★★★★★
发表您的评论(若贴AC代码或发表禁止言论等违禁行为将被删除并扣除积分)

|返回 |   | 转到页头|
Copyright @ 2008-2024(浙ICP备2022001332号), TZOJ. All Rights Reserved.