最长公共上升子序列(LCIS)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了最长公共上升子序列(LCIS)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

一、前言

二、最长公共上升子序列

1、问题描述

2、基本思路

(1)状态表示

(2)状态计算

三、题例

1、上链接

2、基本思路

3、代码

(1)python未优化版

(2)python优化版


一、前言

对于学计算机的同学来说,学习算法是一件非常重要的事情,废话不多讲,我们来讲讲“最长公共上升子序列问题”。

二、最长公共上升子序列

1、问题描述

给定两个长度为 n 的数组  a[n],b[n]
求两个数组的 最长公共上升子序列 长度

2、基本思路

首先,这个问题是两个经典 dp 模型的结合:

LIS  (最长上升子序列,Longest Increasing Subsequence)

LCS (最长公共子序列,Longest Common Subsequence)

LCIS (最长公共上升子序列,Longest Common Increasing Subsequence)

使用闫氏dp分析法进行简单的思路分析。

(1)状态表示

集合f[i][j] :考虑 a 中前 i 个数字,b 中前 j 个数字 ,且当前以 b[j] 结尾的子序列的方案;

f[i][j]的性质:方案中子序列长度最大值——max

(2)状态计算

下面大部分引用y总原话:

首先依据公共子序列中是否包含 a[i],将 f[i][j] 所代表的集合划分成两个不重不漏的子集:

(1)不包含a[i]的子集(即我不选 a[i],因为 a[i]!=b[j]),显然最大值是 f[i - 1][j];

(2)包含a[i]的子集(即我选 a[i],因为 a[i]==b[j] 了),则需要将这个子集继续划分,依据是子序列的倒数第二个元素在 b[] 中是哪个数:

  • 子序列只包含 b[j] 一个数,长度是1;
  • 子序列的倒数第二个数是b[1]的集合,最大长度是f[i - 1][1] + 1;
  • 子序列的倒数第二个数是b[2]的集合,最大长度是f[i - 1][2] + 1;
  • .......
  • 子序列的倒数第二个数是b[j - 1]的集合,最大长度是f[i - 1][j - 1] + 1;

最长公共上升子序列(LCIS)

最长公共上升子序列(LCIS)

然后就是比较取最大值了。

即状态转移方程为:

f[i][j] = f[i−1][j]            (a[i]≠b[j]) 
f[i][j] = max(f[i−1][j], f[i−1][t]+1)       (a[i]==b[j])  

三、题例

1、上链接

272. 最长公共上升子序列 - AcWing题库

2、基本思路

如上。

3、代码

(1)python未优化版

N=int(input())

a=[0]+list(map(int,input().split()))
b=[0]+list(map(int,input().split()))

dp=[[0 for i in range(N+2)] for j in range(N+2)]

for i in range(1,N+1):
    for j in range(1,N+1):
        dp[i][j]=dp[i-1][j]
        if a[i]==b[j]:       # 公共
            for k in range(1,j):
                if b[j]>b[k]:     #上升
                    dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i-1][k]+1)

print(max(dp[N]))

'''
时间复杂度:O(n^3)

毫无疑问会超时

这个代码主要是用来理解这个DP模型,因为接下来的优化,和DP无关,是代码的等价变形
'''

'''
/*另一个三重循环*/
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
{
    for (int j = 1; j <= n; j ++ )
    {
        f[i][j] = f[i - 1][j];
        if (a[i] == b[j])
        {
            int maxv = 1;
            for (int k = 1; k < j; k ++ )
                if (a[i] > b[k])
                    maxv = max(maxv, f[i - 1][k] + 1);
            f[i][j] = max(f[i][j], maxv);
        }
    }
}
'''

(2)python优化版

N=int(input())

a=[0]+list(map(int,input().split()))
b=[0]+list(map(int,input().split()))

dp=[[0 for i in range(N+2)] for j in range(N+2)]

for i in range(1,N+1):
    maxv=1
    for j in range(1,N+1):
        dp[i][j]=dp[i-1][j]
        if a[i]==b[j]:
            dp[i][j]=max(dp[i][j],maxv)
        if b[j]<a[i]:
            maxv=max(maxv,dp[i-1][j]+1)  #为什么这样更新最大值其实我没有很懂
                                        #后面懂了,因为k是对j的枚举,对代码的等价变形,先看看上面朴素法三重循环有maxv版

print(max(dp[N]))


'''
然后我们发现每次循环求得的maxv是满足 a[i] > b[k] 的 f[i - 1][k] + 1 的前缀最大值。

因此可以直接将maxv提到第一层循环外面,减少重复计算,此时只剩下两重循环。

而每次用到的 状态 都是第 i - 1 个阶段的

因此我们可以用一个变量,存储上一个阶段的能够接在 a[i] 前面的最大的状态值

'''

以上,最长公共上升子序列

祝好~文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-407112.html

到了这里,关于最长公共上升子序列(LCIS)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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