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最长上升子序列(Longest Increasing Subsequence,LIS)是一个经典的动态规划问题,广泛应用于许多领域。其解决方法主要包括动态规划和贪心算法,涉及树状数组等高级数据结构优化。
主要涉及的算法知识点有:
在传统的$O(N^2)$解法中,数组f[i]表示以i结尾的最长上升子序列的长度。其更新规则为:
$$ f[i] = \max_{j < i \text{且} a[j] < a[i]} (f[j] + 1) $$
这个过程从前往后或从后往前遍历数组,时间复杂度为$O(N^2)$。传统实现的局限性在于其较高的时间复杂度。
为了减少时间复杂度,可以使用树状数组(Binary Indexed Tree,Fenwick Tree)进行优化。树状数组可以高效处理范围查询和更新操作,使得$O(N \log N)$的时间复杂度成为可能。
优化方法如下:
该方法通过树状数组有效地维护了序列的状态,避免了传统方法中重复计算的高额开销。
##怪盗基德的滑翔翼
怪盗基德问题是求最长下降子序列的长度(或最长上升子序列的长度)。其解法可以分为两种:
登山问题要求正反两次求解最长上升子序列,并输出每个点的位置。
合唱队形问题实际上是相同目标,但变为了最小化结点数。本质上仍然解释为求最长上升子序列问题。
##友好城市问题
友好城市问题转化为求最长不递减子序列的问题。
最大上升子序列和问题的挑战在于不能直接使用常规LIS算法。
拦截导弹问题的问题转化为求最小的拦截组或最多的不递增子序列。
Dilworth定理:对于任意偏序集,最长链的长度等于最少反链划分数。
本文详细阐述了最长上升子序列问题在不同变种下的解决方法及其优化技术,涵盖了动态规划、贪心算法和树状数组等技术的应用。
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