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175 动态规划 - 最长不下降序列

主要内容

  • 最长不下降子序列
  • 求解思路
  • 参考代码

1. 最长不下降子序列

设有由n(1≤n≤200)个不相同的整数组成的数列,记为:b(1)、b(2)、……、b(n)若存在i1<i2<i3<…<ie且有b(i1)<=b(i2)<=…<=b(ie)则称为长度为e的不下降序列。程序要求,当原数列出之后,求出最长的不下降序列。 例如13,7,9,16,38,24,37,18,44,19,21,22,63,15。例中13,16,18,19,21,22,63就是一个长度为7的不下降序列,同时也有7 ,9,16,18,19,21,22,63组成的长度为8的不下降序列。 输入 第一行为n,第二行为用空格隔开的n个整数。 输出 第一行为输出最大个数max(形式见样例); 第二行为max个整数形成的不下降序列,答案可能不唯一,输出一种就可以了,本题进行特殊评测。 输入样例 14 13 7 9 16 38 24 37 18 44 19 21 22 63 15 输出样例 max=8 7 9 16 18 19 21 22 63

2. 求解思路

根据动态规划的原理,由后往前进行搜索(当然从前往后也一样)。 (1)对a[n]来说,由于它是最后一个数,所以当从 a[n]开始查找时,只存在长度为1的不下降序列; (2)若从a[n-1]开始查找,则存在下面的两种可能性∶ ①若a[n-1]<a[n],则存在长度为2的不下降序列a[n-1],a[n]。 ②若a[n-1]=>a[n],则存在长度为1的不下降序列a[n-1]或a[n]。 (3)一般若从a[i]开始,此时最长不下降序列应该按下列方法求出: 在a[i+1],a[i+2],…,a[n]中,找出一个比 a[i]大的且最长的不下降序列,作为它的后继。 1. 确定dp数组的含义 dp[i]:表示从 i 位置到达n的最长不下降序列长度。 p[i]:表示从 i 位置开始最长不下降序列的下一个位置,若p[i]=0,则表示后面没有连接项。 2. 确定递推公式 dp[i]的值从哪来?肯定从i之后的数组来,此时有两种情况: 如果a[i]≤a[j],dp[i] = max{dp[j] + 1}(n>=j > i); 否则,dp[i] = max{dp[j]}(n>=j > i); 3. dp数组的初始化 只有一个数字的时候不论数字的大小,不下降的子序列的大小为1,所以dp[n] = 1,其余的项目均可由dp[n]通过递推公式得到。 同时,p[i]数组初始化为0。 4. 确定遍历顺序 外层循环即i从后往前遍历,内层循环j从i+1开始往后遍历。 最终的结果如下图所示:

3. 参考代码


#include<iostream>
using namespace std;
#define MAXN 210

int a[MAXN];           //数据存储数组 
int dp[MAXN];           //最长不下降子序列数组,f[i]表示从i位置到达n的最长不下降序列长度 
int p[MAXN];           //位置数组,从i位置开始最长不下降序列的下一个位置

int main()
{
	int i,j;
	int n;             //数列长度 
	int maxn;          //以某数为起点的最长不降序列
	int k;
	int ans=0;         //最终结果 
	int s;             //s起始位置
	
	cin >> n;
	for(i=1;i<=n;i++)               //输入序列的初始值 
		cin >> a[i];
	
	dp[n]=1;
	p[n]=0;
	
	for(i=n-1;i>=1;i--)             //逆序求最长不下降序列 
	{
		maxn=0;
		k=0;
		for(j=i+1;j<=n;j++)
		{
			if(a[i]<=a[j] && dp[j]>maxn)
			{
				maxn=dp[j];
				k=j;
			}
		}
		if(maxn>=0)
		{
			dp[i]=maxn+1;
			p[i]=k;
		}
	}
	for(i=1;i<=n;i++)         //求最长不下降序列起始位置 
	{
		if(dp[i]>ans)
		{
			ans=dp[i];
			s=i;
		}
	}
	cout << ans << endl;   //输出结果 
	while(s!=0)               //输出最长不下降序列 
	{
		cout << a[s] << ' ';
		s=p[s];
	}
	return 0;
}