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一:思考方式
二:例题
例题1:数字三角形
例题二:最长上升子序列
例题三:最长公共子序列
一:思考方式
线性dp就是一条线上的动态规划
二:例题
例题1:数字三角形
状态表示:二维 f(i,j) ,从起点到(i,j)的max路径
状态计算:左上来的 f[i-1,j-1]+a[i,j] 右上来的 f[i-1,j]+a[i,j] a[ ]为(i,j)的值
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N=510,inf=1e9;
int f[N][N];
int a[N][N];
int n;
int main(){
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=i;j++)
cin>>a[i][j];
//初始化为负无穷,为了确保全负数的路径正确,所以考虑将最左-1最右+1也要初始化为负无穷
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=0;j<=i+1;j++) //注意0---j+1,因为三角最左和最右也要判断 (即使最左的数没有左上,最右的数没有右上)
f[i][j]=-inf;
f[1][1]=a[1][1];
for(int i=2;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=i;j++)
f[i][j]=max(f[i-1][j-1]+a[i][j],f[i-1][j]+a[i][j]);
//结果
int res=-inf;
for(int i=1;i<=n;i++)res=max(res,f[n][i]);
cout<<res<<endl;
return 0;
}
因为,本题状态更新时,在第一列会出现非法状态向合法状态转移的情况,所以要注意数组的初始化。由于本题有负数,所以只需要将数组中所有元素初始化成负无穷即可。
更好的解法,本题可以从下往上求解,从倒数第二行开始,这样左下右下不会有空的,那么就不用初始化了
//不用考虑空边界,所以不用初始化为-inf
//
for (int i=n-1;i>=1;i--){
for(int j=1;j>=1;j--){
f[i][j]=f[i][j]+max(f[i+1][j],f[i+1][j+1]);
}
}
cout<<f[1][1]<<endl;
例题二:最长上升子序列
给定一个长度为 N 的数列,求数值严格单调递增的子序列的长度最长是多少。
输入格式
第一行包含整数 N。第二行包含 N 个整数,表示完整序列。
输出格式
输出一个整数,表示最大长度。数据范围
1≤N≤1000,
−10 ^ 9≤数列中的数≤10 ^ 9
输入样例:
7
3 1 2 1 8 5 6
输出样例:
4 (1、2、5、6)
时间复杂度:O(n2)
一:状态表示:一维dp[i]
我们让dp[i]
表示为所有以a[i]
结尾的严格单调上升子序列长度的Max
值。
二:状态计算:
直接求dp[i]不好求,所以我们
以a[ i ]结尾的序列的前一个数存在的情况进行分类
不存在倒数第二个数a[ j ] ,则长度即为1
存在倒数的数,则长度为dp[ j ]+1 (j=1,2,3,...,i-1)(是a[i]倒数的数且递增的数的集合的长度+a[i]自己长度'1')
dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1)
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1010;
int a[N], dp[N];
int n;
int main()
{
cin>>n;
for(int i=1; i<=n; ++i) cin>>a[i];
int res = 1;//最少的情况是只有一个元素,输出 1 即可
for(int i=1; i<=n; ++i)
{
dp[i] = 1;//一开始只有a[i]一个元素
for(int j=1; j<i; ++j)//遍历a[i]之前的元素
{
if(a[j]<a[i])
{
dp[i] = max(dp[i], dp[j]+1);//根据方程,两者取max
res = max(res, dp[i]);//在状态计算过程中顺便更新答案
}
}
}
cout<<res<<endl;
return 0;
}
还有个要注意的点,我们划分的某一类可能会不存在,如果a[j]>=a[i]
则意味着我们当前分的这一类所有序列都是不合法的,无需考虑,因此我们在划分集合的时候要特殊判断一下该类是否存在(a[j]<a[i]
才存在)递增子序列
二分法
例题三:最长公共子序列
状态表示:f[i][j] 表示a[i],b[j]之前的最长公共序列
状态转移方程 :集合的划分 ,划分依据就是a[i]与b[j]在不在相同的子序列中,
其中f[i][j-1]和f[i-1][j]与对应的(1,0)(0,1)其实是不等价的。f[i][j-1]代表a[i],b[j-1]之前的最长公共序列,不一定包含b[j]。f[i-1][j]同理。
其中f[i-1][j-1]是包含在(1,0)(0,1)中的,所以可以去掉。
初始化,数组初始化时都为0。
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N=1100;
char a[N],b[N];
int n,m;
int f[N][N];
int main()
{
cin>>n>>m;
for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i];
for(int j=1;j<=m;j++) cin>>b[j];
for(int i=1;i<=n;i++)
{
for(int j=1;j<=m;j++)
{
if(a[i]==b[j]) f[i][j]=max(f[i][j],f[i-1][j-1]+1);
else f[i][j]=max(f[i-1][j],f[i][j-1]);
}
}
cout<<f[n][m];
}