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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:50:06.424000             🧑  作者: Mango

其总和可被给定数整除的最长子序列

在计算机科学中,对于一个给定的序列以及一个整数k,我们可以求出该序列中最长的子序列,满足其总和可被k整除。这个问题可以使用动态规划算法来解决。

动态规划算法

动态规划算法包括以下几个步骤:

  1. 定义状态:我们需要定义一个状态来表示子问题的解。
  2. 初始化状态:我们需要初始化状态,以便在处理子问题时能够使用。
  3. 状态转移:我们需要推导出子问题的解,并使用已知的子问题的解来计算当前问题的解。
  4. 计算最终解:我们需要根据所有子问题的解计算出最终的问题解。

对于这个问题,我们可以定义状态 $f(i, r)$ 表示到第 $i$ 个数字为止,总和模 $k$ 余数为 $r$ 的最长子序列的长度。其中,$i \in {1, 2, ..., n}$,$r \in {0, 1, ..., k-1}$。

初始化状态 $f(0, r) = 0$,表示到第 $0$ 个数字为止,总和模 $k$ 余数为 $r$ 的最长子序列的长度为 $0$。

对于每个数字 $num_i$,我们需要处理其对应的状态。如果 $num_i$ 能够整除 $k$,那么 $f(i, 0) = f(i-1, 0) + 1$,即加上当前数字后,总和模 $k$ 余数为 $0$ 的最长子序列的长度增加了 $1$;否则,对于所有 $0 \leq j < k$ 且 $j \neq (num_i \bmod k)$,有 $f(i, j) = f(i-1, j)$,表示加上当前数字后总和模 $k$ 余数为 $j$ 的最长子序列长度与之前状态相同。对于 $r = (num_i \bmod k)$,有 $f(i, r) = \max(f(i, r), f(i-1, j) + 1)$,表示加上当前数字后总和模 $k$ 余数为 $r$ 的最长子序列长度为之前状态中总和模 $k$ 余数为 $j$ 的状态加上当前数字后加 $1$。

最终的问题解为 $f(n, 0)$,即到第 $n$ 个数字为止,总和模 $k$ 余数为 $0$ 的最长子序列的长度。

Python 代码实现
def longest_subsequence_divisible_by_k(arr, k):
    n = len(arr)
    f = [[0] * k for _ in range(n+1)]
    for i in range(1, n+1):
        r = arr[i-1] % k
        for j in range(k):
            f[i][j] = f[i-1][j]
        if r == 0:
            f[i][0] += 1
        else:
            f[i][r] = max(f[i][r], f[i-1][r-1] + 1)
            for j in range(k):
                if j != r:
                    f[i][j] = max(f[i][j], f[i-1][j])
    return f[n][0]

以上是使用 Python 实现的动态规划算法,可以求解该问题。