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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:26:29.110000             🧑  作者: Mango

最长非递减子序列(LNDSS)

最长非递减子序列是指在给定序列中,找到最长的子序列,使得相邻元素之间的差异至多为1。这是一个经典的问题,也有很多解法。

解法一:动态规划

动态规划是这个问题的一个经典解法。具体实现方式如下:

  1. 定义状态:$dp[i]$ 表示以第 $i$ 个元素结尾的最长非递减子序列的长度。
  2. 定义转移方程:$dp[i] = max{dp[j]+1}$,其中 $j<i$ 并且 $a[i] \geq a[j]$,$a$ 表示原问题给定的序列。
  3. 初始化:$dp[i] = 1$,即每个元素构成的子序列都是长度为1的非递减子序列。
  4. 求解最终结果:$\max{dp[i]}$,$1\leq i\leq n$。

这个解法的时间复杂度是 $O(n^2)$。

解法二:贪心法+二分查找

贪心法+二分查找是这个问题的另一个经典解法。这个解法的关键在于如何定义贪心策略。具体实现方式如下:

  1. 遍历原问题给定的序列 $a$,对于每个元素 $a[i]$:
    1. 如果 $a[i]$ 大于等于当前最长非递减子序列的最后一个元素,将 $a[i]$ 添加到当前最长非递减子序列。
    2. 否则,在当前最长非递减子序列中找到一个比 $a[i]$ 小的最大元素 $q$,将 $a[i]$ 替换为 $q$ 的下一个元素。
  2. 求解最终结果:得到的最长非递减子序列的长度。

这个解法的时间复杂度是 $O(n\log n)$。

总结

两种解法都是经典的解法,各有优缺点。动态规划适用于数据规模较小的情况,而贪心法+二分查找则适用于数据规模较大的情况。具体实现时需要注意边界条件和细节问题,如空序列、空指针等。

# 动态规划解法的Python代码实现
def LNDSS(a):
    n = len(a)
    dp = [1] * n
    for i in range(1, n):
        for j in range(i):
            if a[i] >= a[j]:
                dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1)
    return max(dp)

# 贪心法+二分查找解法的Python代码实现
import bisect
def LNDSS(a):
    n = len(a)
    ans = []
    for i in range(n):
        j = bisect.bisect_left(ans, a[i])
        if j == len(ans):
            ans.append(a[i])
        else:
            ans[j] = a[i]
    return len(ans)