算法记录 | Day52 动态规划

news2024/12/25 12:49:25

300.最长递增子序列

思路:

1.dp[i]的定义:以 nums[i] 结尾的最长递增子序列长度。

2.状态转移方程:位置i的最长升序子序列等于j从0到i-1各个位置的最长升序子序列 + 1 的最大值。

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

注意这里不是要dp[i] 与 dp[j] + 1进行比较,而是要取dp[j] + 1的最大值

3.初始化:每一个i,对应的dp[i](即最长递增子序列)起始大小至少都是1

4.遍历顺序:dp[i] 是有0到i-1各个位置的最长递增子序列 推导而来,那么遍历i一定是从前向后遍历

j其实就是遍历0到i-1,那么是从前到后,还是从后到前遍历都无所谓,只要吧 0 到 i-1 的元素都遍历了就行了。 所以默认习惯从前向后遍历。

5.举例推导dp数组

输入:[0,1,0,3,2],dp数组的变化如下:

300.最长上升子序列

class Solution:
    def lengthOfLIS(self, nums: List[int]) -> int:
        size = len(nums)
        if size <= 1:
            return size
        dp = [1 for _ in range(size)]
        
        for i in range(size):
            for j in range(i):
                if nums[i]>nums[j]:
                    dp[i] = max(dp[i],dp[j]+1)
        return max(dp)

674. 最长连续递增序列

思路:

1.dp[i]的定义:定义状态 dp[i] 表示为:以 nums[i] 结尾的最长且连续递增的子序列长度。

  1. 状态转移方程

因为求解的是连续子序列,所以只需要考察相邻元素的状态转移方程。

如果一个较小的数右侧相邻元素为一个较大的数,则会形成一个更长的递增子序列。

对于相邻的数组元素 nums[i - 1]nums[i] 来说:

  • 如果 nums[i - 1] < nums[i],则 nums[i] 可以接在 nums[i - 1] 后面,此时以 nums[i] 结尾的最长递增子序列长度会在「以 nums[i - 1] 结尾的最长递增子序列长度」的基础上加 1,即 dp[i] = dp[i - 1] + 1
  • 如果 nums[i - 1] >= nums[i],则 nums[i] 不可以接在 nums[i - 1] 后面,可以直接跳过。

综上,状态转移方程为:dp[i] = dp[i - 1] + 1nums[i - 1] < nums[i]

  1. 初始条件

默认状态下,把数组中的每个元素都作为长度为 1 的最长且连续递增的子序列长度。即 dp[i] = 1

4.遍历顺序:dp[i] 是有0到i-1各个位置的最长递增子序列 推导而来,那么遍历i一定是从前向后遍历

5.举例推导dp数组

已输入nums = [1,3,5,4,7]为例,dp数组状态如下:

674.最长连续递增序列

class Solution:
    def findLengthOfLCIS(self, nums: List[int]) -> int:
        size = len(nums)
        if size <= 1:
            return size

        dp = [1 for _ in range(size)]

        for i in range(1,size):
            if nums[i-1] < nums[i]:
                dp[i] = dp[i-1] + 1
        return max(dp)

718. 最长重复子数组

思路:

1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义

dp[i][j] :以下标i - 1为结尾的A,和以下标j - 1为结尾的B,最长重复子数组长度为dp[i][j] 特别注意: “以下标i - 1为结尾的A” 标明一定是 以A[i-1]为结尾的字符串 )

2.确定递推公式

根据dp[i][j]的定义,dp[i][j] [j]的状态只能由dp[i - 1][j - 1]推导出来。

即当A[i - 1] 和B[j - 1]相等的时候,dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]+ 1;

根据递推公式可以看出,遍历i 和 j 要从1开始

3.初始化

根据dp[i][j]的定义,dp[i][0] dp[0][j]其实都是没有意义的!

dp[i][0] dp[0][j]要初始值,因为 为了方便递归公式dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

所以dp[i][0] dp[0][j]初始化为0。

举个例子A[0]如果和B[0]相同的话,dp[1][1] = dp[0][0] + 1,只有dp[0][0]初始为0,正好符合递推公式逐步累加起来。

4.确定遍历顺序

外层for循环遍历A,内层for循环遍历B。

5.举例推导dp数组

拿示例1中,A: [1,2,3,2,1],B: [3,2,1,4,7]为例,画一个dp数组的状态变化,如下:

718.最长重复子数组

class Solution:
    def findLength(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> int:
        size1 = len(nums1)
        size2 = len(nums2)
        dp = [[0] * (size2 + 1) for _ in range(size1 + 1)]

        result = 0
        for i in range(1, size1+1):
            for j in range(1, size2+1):
                if nums1[i-1] == nums2[j-1]:
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
                result = max(result, dp[i][j])
        return result

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