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程序员必学算法「动态规划」:最长递增子序列

balukai 2025-02-13 11:04:00 文章精选 9 ℃

Carl已经将刷题指南全部整理到了Github :
https://github.com/youngyangyang04/leetcode-master
,方便大家在电脑上阅读,这个仓库每天都会更新,大家快去给一个star支持一下吧!

同时我在B站更新算法视频,B站同名:代码随想录

300.最长递增子序列

题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/longest-increasing-subsequence/

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] 的子序列。

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
提示:

  • 1 <= nums.length <= 2500
  • -10^4 <= nums[i] <= 104

思路

最长上升子序列是动规的经典题目,这里dp[i]是可以根据dp[j] (j < i)推导出来的,那么依然用动规五部曲来分析详细一波:

  1. dp[i]的定义

dp[i]表示i之前包括i的最长上升子序列

  1. 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。

所以: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,而是我们要取dp[j] + 1的最大值

  1. dp[i]的初始化

每一个i,对应的dp[i](即最长上升子序列)起始大小至少都是是1.

  1. 确定遍历顺序

dp[i] 是有0到i-1各个位置的最长升序子序列 推导而来,那么遍历i一定是从前向后遍历。

j其实就是0到i-1,遍历i的循环里外层,遍历j则在内层,代码如下:

for?(int?i?=?1;?i??nums[j])?dp[i]?=?max(dp[i],?dp[j]?+?1);
????}
????if?(dp[i]?>?result)?result?=?dp[i];?//?取长的子序列
}
  1. 举例推导dp数组

输入:[0,1,0,3,2],dp数组的变化如下:


如果代码写出来,但一直AC不了,那么就把dp数组打印出来,看看对不对!

以上五部分析完毕,C++代码如下:

class?Solution?{
public:
????int?lengthOfLIS(vector&?nums)?{
????????if?(nums.size()?<=?1)?return?nums.size();
????????vector?dp(nums.size(),?1);
????????int?result?=?0;
????????for?(int?i?=?1;?i??nums[j])?dp[i]?=?max(dp[i],?dp[j]?+?1);
????????????}
????????????if?(dp[i]?>?result)?result?=?dp[i];?//?取长的子序列
????????}
????????return?result;
????}
};

总结

本题最关键的是要想到dp[i]由哪些状态可以推出来,并取最大值,那么很自然就能想到递推公式:dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1);

子序列问题是动态规划的一个重要系列,本题算是入门题目,好戏刚刚开始!

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