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动态规划(六) 最长子序问题

300. 最长递增子序列

给你一个整数数组 nums ,找到其中最长严格递增子序列的长度。

子序列 是由数组派生而来的序列,删除(或不删除)数组中的元素而不改变其余元素的顺序。例如,[3,6,2,7] 是数组 [0,3,1,6,2,2,7] 的

 

示例 1:

输入:nums = [10,9,2,5,3,7,101,18]
输出:4
解释:最长递增子序列是 [2,3,7,101],因此长度为 4 。

示例 2:

输入:nums = [0,1,0,3,2,3]
输出:4

示例 3:

输入:nums = [7,7,7,7,7,7,7]
输出:1

思路:

dp[i]表示i之前包括i的以nums[i]结尾的最长递增子序列的长度。

状态转移方程:if (nums[i] > nums[j]) dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1);

虽然这题也可以不用动态规划。

代码如下:

class Solution {

public:

    int lengthOfLIS(vector<int>& nums) {

        if (nums.size() <= 1) {

            return 0;

        }

        vector<int> dp(nums.size(), 1);

        int res;

        dp[0] = 1;

        for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {

            for (int j = 0; j < i; j++) {

                if (nums[i] > nums[j]) {

                    dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1);

                }

            }

            res = max(dp[i], res);

        }

        return res;

    }

};

674. 最长连续递增序列

给定一个未经排序的整数数组,找到最长且 连续递增的子序列,并返回该序列的长度。

连续递增的子序列 可以由两个下标 l 和 rl < r)确定,如果对于每个 l <= i < r,都有 nums[i] < nums[i + 1] ,那么子序列 [nums[l], nums[l + 1], ..., nums[r - 1], nums[r]] 就是连续递增子序列。

 

示例 1:

输入:nums = [1,3,5,4,7]
输出:3
解释:最长连续递增序列是 [1,3,5], 长度为3。
尽管 [1,3,5,7] 也是升序的子序列, 但它不是连续的,因为 5 和 7 在原数组里被 4 隔开。 

示例 2:

输入:nums = [2,2,2,2,2]
输出:1
解释:最长连续递增序列是 [2], 长度为1。

思路:

dp[i]:以下标i为结尾的连续递增的子序列长度为dp[i]

dp[i] = dp[i – 1] + 1;

其实这题也可以不用动态规划…

代码如下:

class Solution {

public:

    int findLengthOfLCIS(vector<int>& nums) {

        if (nums.size() == 0) {

            return 0;

        }

        vector<int> dp(nums.size(), 1);

        int res = 1;

        dp[0] = 1;

        for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {

            if (nums[i] > nums[i - 1]) {

                dp[i] = dp[i - 1] + 1;

            }

            res = max(dp[i], res);

            if (nums[i] <= nums[i - 1]) {

                dp[i] = 1;

            }

        }

        return res;

    }

};

718. 最长重复子数组

给两个整数数组 nums1 和 nums2 ,返回 两个数组中 公共的 、长度最长的子数组的长度 

 

示例 1:

输入:nums1 = [1,2,3,2,1], nums2 = [3,2,1,4,7]
输出:3
解释:长度最长的公共子数组是 [3,2,1] 。

示例 2:

输入:nums1 = [0,0,0,0,0], nums2 = [0,0,0,0,0]
输出:5

思路:

dp[i][j] :以下标i – 1为结尾的A数组,和以下标j – 1为结尾的B数组

当A[i – 1] 和B[j – 1]相等的时候,dp[i][j] = dp[i – 1][j – 1] + 1

代码如下:

class Solution {

public:

    int findLength(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {

        vector<vector<int>> dp(nums1.size() + 1,

                               vector<int>(nums2.size() + 1, 0));

        int res = 0;

        for (int i = 1; i <= nums1.size(); i++) {

            for (int j = 1; j <= nums2.size(); j++) {

                if (nums1[i - 1] == nums2[j - 1]) {

                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

                }

                res = max(res, dp[i][j]);

            }

        }

        return res;

    }

};

1143. 最长公共子序列

给定两个字符串 text1 和 text2,返回这两个字符串的最长 公共子序列 的长度。如果不存在 公共子序列 ,返回 0 。

一个字符串的 子序列 是指这样一个新的字符串:它是由原字符串在不改变字符的相对顺序的情况下删除某些字符(也可以不删除任何字符)后组成的新字符串。

  • 例如,"ace" 是 "abcde" 的子序列,但 "aec" 不是 "abcde" 的子序列。

两个字符串的 公共子序列 是这两个字符串所共同拥有的子序列。

 

示例 1:

输入:text1 = "abcde", text2 = "ace" 
输出:3  
解释:最长公共子序列是 "ace" ,它的长度为 3 。

示例 2:

输入:text1 = "abc", text2 = "abc"
输出:3
解释:最长公共子序列是 "abc" ,它的长度为 3 。

示例 3:

输入:text1 = "abc", text2 = "def"
输出:0
解释:两个字符串没有公共子序列,返回 0 。

思路:

dp[i][j]:长度为[0, i – 1]的字符串text1与长度为[0, j – 1]的字符串text2的最长公共子序列为dp[i][j]

确定递推公式:

主要就是两大情况: text1[i – 1] 与 text2[j – 1]相同,text1[i – 1] 与 text2[j – 1]不相同

如果text1[i – 1] 与 text2[j – 1]相同,那么找到了一个公共元素,所以dp[i][j] = dp[i – 1][j – 1] + 1;

如果text1[i – 1] 与 text2[j – 1]不相同,那就看看text1[0, i – 2]与text2[0, j – 1]的最长公共子序列 和 text1[0, i – 1]与text2[0, j – 2]的最长公共子序列,取最大的。

即:dp[i][j] = max(dp[i – 1][j], dp[i][j – 1]);

代码如下:

class Solution {

public:

    int longestCommonSubsequence(string text1, string text2) {

        // dp[i][j]:长度为[0, i - 1]的字符串text1与长度为[0, j -

        // 1]的字符串text2的最长公共子序列为dp[i][j]

        vector<vector<int>> dp(text1.size() + 1,

                               vector<int>(text2.size() + 1, 0));

        for (int i = 1; i <= text1.size(); i++) {

            for (int j = 1; j <= text2.size(); j++) {

                if (text1[i - 1] == text2[j - 1]) {

                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

                } else {

                    dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]);

                }

            }

        }

        return dp[text1.size()][text2.size()];

    }

};

1035. 不相交的线

在两条独立的水平线上按给定的顺序写下 nums1 和 nums2 中的整数。

现在,可以绘制一些连接两个数字 nums1[i] 和 nums2[j] 的直线,这些直线需要同时满足:

  •  nums1[i] == nums2[j]
  • 且绘制的直线不与任何其他连线(非水平线)相交。

请注意,连线即使在端点也不能相交:每个数字只能属于一条连线。

以这种方法绘制线条,并返回可以绘制的最大连线数。

 

示例 1:

输入:nums1 = [1,4,2], nums2 = [1,2,4]
输出:2
解释:可以画出两条不交叉的线,如上图所示。 
但无法画出第三条不相交的直线,因为从 nums1[1]=4 到 nums2[2]=4 的直线将与从 nums1[2]=2 到 nums2[1]=2 的直线相交。

示例 2:

输入:nums1 = [2,5,1,2,5], nums2 = [10,5,2,1,5,2]
输出:3

示例 3:

输入:nums1 = [1,3,7,1,7,5], nums2 = [1,9,2,5,1]
输出:2

思路:

主要是想清楚逻辑,其实就是求最长公共子序列,和上题是一样的。

代码如下:

class Solution {

public:

    int maxUncrossedLines(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {

        vector<vector<int>> dp(nums1.size()+1,vector<int>(nums2.size()+1,0));

        for(int i=1;i<=nums1.size();i++){

            for(int j=1;j<=nums2.size();j++){

                if(nums1[i-1]==nums2[j-1]){

                    dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;

                }

                else{

                    dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]);

                }

            }

        }

        return dp[nums1.size()][nums2.size()];

    }

};

53. 最大子数组和

给你一个整数数组 nums ,请你找出一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

是数组中的一个连续部分。

 

示例 1:

输入:nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出:6
解释:连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6 。

示例 2:

输入:nums = [1]
输出:1

示例 3:

输入:nums = [5,4,-1,7,8]
输出:23

思路:

这道题之前有贪过:贪心(六)最大子数组和、加油站、监控二叉树

这次用动态规划来解决:

class Solution {

public:

    int maxSubArray(vector<int>& nums) {

        if (nums.size() == 0)

            return 0;

        vector<int> dp(nums.size() + 1, INT_MIN);

        dp[0] = nums[0];

        int res = nums[0];

        for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {

            dp[i] = max(dp[i - 1] + nums[i], nums[i]); // 状态转移

            res = max(res, dp[i]);

        }

        return res;

    }

};

                

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