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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:25:58.218000             🧑  作者: Mango

插入最多一个整数后最长的子段的长度为UpDown

该题目要求在一个给定的数组中插入最多一个整数,使得插入后的最长子段的长度为UpDown。下面给出实现该功能的代码片段。

def max_subarray_with_one_insertion(arr, UpDown):
    '''
    计算插入最多一个整数后最长的子段的长度为UpDown
    返回值:最长子段的长度
    参数:arr-给定数组;UpDown-期望的最长子段的长度
    '''
    # 计算最长上升子段的长度
    UpArr = [1] * len(arr)
    for i in range(1, len(arr)):
        if arr[i] > arr[i - 1]:
            UpArr[i] = UpArr[i - 1] + 1
    
    # 计算最长下降子段的长度
    DownArr = [1] * len(arr)
    for i in range(len(arr) - 2, -1, -1):
        if arr[i] > arr[i + 1]:
            DownArr[i] = DownArr[i + 1] + 1
    
    # 枚举要插入的数值
    max_len = 0
    for i in range(len(arr)):
        # 插入一个数值后,得到的上升子段和下降子段的长度
        up_len = UpArr[i] + 1
        down_len = DownArr[i] + 1
        
        # 如果插入的数值可以使得最长子段的长度为UpDown
        if up_len + down_len - 1 == UpDown:
            # 更新最大长度
            max_len = max(max_len, up_len + down_len - 1)
        elif up_len + down_len <= UpDown:
            # 如果长度不足,则插入一个数值后,继续计算
            # 注意,-1表示插入的数值已经被计算在上升子段或下降子段中
            max_len = max(max_len, up_len + down_len - 1)
        elif up_len <= UpDown:
            # 减小下降子段的长度,使得总长度等于UpDown
            rest_len = UpDown - up_len
            max_len = max(max_len, up_len + min(rest_len, DownArr[i + 1]))
    
    return max_len

该算法采用了动态规划的思想,首先计算出整个数组的最长上升子段长度和最长下降子段长度,然后枚举插入的数值,计算插入该数值后得到的最长子段长度,取最大值即可。在这个过程中,需要考虑插入数值后可能出现的三种情况:

  1. 插入的数值可以使得最长子段的长度为UpDown。
  2. 插入的数值不足以增加最长子段的长度到UpDown。
  3. 插入的数值使得最长子段的长度超过UpDown,需要适当地缩短下降子段的长度。

在时间复杂度方面,由于需要计算最长上升子段长度和最长下降子段长度,因此时间复杂度为O(n)。在枚举插入的数值时,最多需要枚举n个数值,因此时间复杂度为O(n)。因此,该算法的总时间复杂度为O(n)。