[PKU暑课笔记] 动态规划（二） 最长上升子序列 POJ1458最长公共子序列

五●例题

●最长上升子序列

1、子问题：求以ak（k=1, 2, 3…N）为终点的最长上升子序列的长度（一个上升子序列中最右边的那个数，称为该子序列的 “终点”）

2、确定状态：子问题只和一个变量--数字的位置相关。

因此序列中数的位置k就是“状态”，而状态 k 对应的“值”，就是以ak 做为“终点”的最长上升子序列的长度。

状态一共有N个。

3、状态转移方程：

maxLen (1) = 1【初始状态】

maxLen (k) = max { maxLen (i)：1<=i < k 且 ai < ak且 k≠1 } + 1【若找不到这样的i，则maxLen(k) = 1】

maxLen(k)的值，就是在ak左边，“终点”数值小于ak ，且长度最大的那个上升子序列的长度再加1。

因为ak左边任何“终点”小于ak的子序列，加上ak后就能形成一个更长的上升子序列。

“人人为我”递推型动归程序

#include<iostream>#include<cstring>#include<algorithm>using namespace std;const int MAXN=1010;int a[MAXN];int maxlen[MAXN];int main(){    int n;    cin>>n;    for(int i=1; i<=n; ++i)    {        cin>>a[i];        maxlen[i]=1;    }    for(int i=2; i<=n; ++i)        for(int j=1; j<i; ++j)        {            if(a[i]>a[j])                maxlen[i]=max(maxlen[i],maxlen[j]+1);        }    cout<<*max_element(maxlen+1,maxlen+n+1);    return 0;}

“我为人人”递推型动归程序

/*#include<iostream>#include<cstring>#include<algorithm>using namespace std;const int MAXN=1010;int a[MAXN];int maxlen[MAXN];int main(){    int n;    cin>>n;    for(int i=1; i<=n; ++i)    {        cin>>a[i];        maxlen[i]=1;    }*/    for(int i=1; i<=n; ++i)        for(int j=i+1; j<=n; ++j)//看看能更新哪些状态的值        {            if(a[j]>a[i])                maxlen[j]=max(maxlen[j],maxlen[i]+1);        }    /*cout<<*max_element(maxlen+1,maxlen+n+1);    return 0;}*/

进一步，区分动规的3种形式

1)记忆递归型

优点：只经过有用的状态，没有浪费。递推型会查看一些没用的状态，有浪费

缺点：可能会因递归层数太深导致爆栈，函数调用带来额外时间开销。无法使用滚动数组节省空间。总体来说，比递推型慢。

==>人人为我==>我为人人

2)“人人为我”递推型：状态i的值Fi由若干个值已知的状态值Fk ,Fm ,..Fy推出，如求和，取最大值

在选取最优备选状态的值Fm,Fn,…Fy时，有可能有好的算法或数据结构可以用来显著降低时间复杂度。

3)“我为人人”递推型：状态i的值Fi在被更新（不一定是最终求出）的时候，

依据Fi去更新（不一定是最终求出）和状态i相关的其他一些状态的值Fk ,Fm ,..Fy

没有什么明显的优势，有时比较符合思考的习惯。个别特殊题目中会比“人人为我”型节省空间。

●一个补充：min_element()、max_element()和nth_element()

头文件：#include<algorithm>

作用：返回容器中最小值和最大值。max_element(first,end,cmp);//其中cmp为可选择参数？？？

#include<iostream>  #include<algorithm>  using namespace std;  bool cmp(int a,int b)  {        return a<b;  }  int main()  {        int num[]={2,3,1,6,4,5};        cout<<"最小值是 "<<*min_element(num,num+6)<<endl;        cout<<"最大值是 "<<*max_element(num,num+6)<<endl;        cout<<"最小值是 "<<*min_element(num,num+6,cmp)<<endl;        cout<<"最大值是 "<<*max_element(num,num+6,cmp)<<endl;        return 0;   }

●POJ1458 Common Subsequence 最长公共子序列 http://poj.org/problem?id=1458

输入两个串s1,s2,

设MaxLen(i,j)：s1的左边i个字符形成的子串，与s2左边的j个字符形成的子串的最长公共子序列的长度（i,j从0开始算）

MaxLen(i,j) 就是本题的“状态”

假定 len1 = strlen(s1),len2 = strlen(s2)，那么题目就是要求 MaxLen(len1,len2)

显然，

MaxLen(n,0) = 0 ( n=0…len1）

MaxLen(0,n) = 0 ( n=0…len2）

递推公式：

if ( s1[i-1] == s2[j-1] ) //s1的最左边字符是s1[0]

MaxLen(i,j) = MaxLen(i-1,j-1) + 1;

else

MaxLen(i,j) = Max(MaxLen(i,j-1),MaxLen(i-1,j) );

【时间复杂度O(mn)】

#include<iostream>#include<cstring>#include<algorithm>using namespace std;char s1[1000];char s2[1000];int maxlen[1000][1000];int main(){    while(cin>>s1>>s2)    {        int len1=strlen(s1);        int len2=strlen(s2);        int ntmp;        for(int i=0;i<=len1;i++)            maxlen[i][0]=0;        for(int j=0;j<=len2;j++)            maxlen[0][j]=0;        for(int i=1;i<=len1;i++)            for(int j=1;j<=len2;j++)        {            if(s1[i-1]==s2[j-1])//                maxlen[i][j]=maxlen[i-1][j-1]+1;            else maxlen[i][j]=max(maxlen[i][j-1],maxlen[i-1][j]);        }        cout<<maxlen[len1][len2]<<endl;    }    return 0;}