ACM/蓝桥杯动态规划篇——最长上升子序列模型(一)习题精讲

2022-07-08 16:37:20 浏览数 (1)

最长上升子序列模型

题目描述

给定一个长度为 NN 的数列,求数值严格单调递增的子序列的长度最长是多少。

思路分析

分析:最长上升子序列模型经典问题,经典解法。

image-20220708093718615.pngimage-20220708093718615.png

C 实现

代码语言:c 复制
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 1010;

int a[N], f[N];

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    
    for(int i = 1; i <= n; i   ) scanf("%d", &a[i]);
    
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        f[i] = 1;
        for(int j = 1; j < i; j   )
        {
            if(a[i] > a[j])
            {
                f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
        }
    }
    
    int res = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i   )
        res = max(res, f[i]);
        
    printf("%d", res);
    
    return 0;
}

怪盗基德的滑翔翼

题目描述

怪盗基德是一个充满传奇色彩的怪盗,专门以珠宝为目标的超级盗窃犯。

而他最为突出的地方,就是他每次都能逃脱中村警部的重重围堵,而这也很大程度上是多亏了他随身携带的便于操作的滑翔翼。

有一天,怪盗基德像往常一样偷走了一颗珍贵的钻石,不料却被柯南小朋友识破了伪装,而他的滑翔翼的动力装置也被柯南踢出的足球破坏了。

不得已,怪盗基德只能操作受损的滑翔翼逃脱。

假设城市中一共有N幢建筑排成一条线,每幢建筑的高度各不相同。

初始时,怪盗基德可以在任何一幢建筑的顶端。

他可以选择一个方向逃跑,但是不能中途改变方向(因为中森警部会在后面追击)。

因为滑翔翼动力装置受损,他只能往下滑行(即:只能从较高的建筑滑翔到较低的建筑)。

他希望尽可能多地经过不同建筑的顶部,这样可以减缓下降时的冲击力,减少受伤的可能性。

请问,他最多可以经过多少幢不同建筑的顶部(包含初始时的建筑)?

思路分析

分析:此题为最长上升子序列模型的变形,通过分析可以发现其实就是正向求一边最长上升子序列,反向求一便最长上升子序列。再进一步就是从正向开始求一边最长上升子序列和最长下降子序列。

C 实现

代码语言:c 复制
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 110;

int n;
int a[N], f[N];

int main()
{
    int T;
    scanf("%d", &T);
    
    while(T --)
    {
        scanf("%d", &n);
        
        for(int i = 1; i <= n; i  )
            scanf("%d", &a[i]);
        
        int res = 0;
        //正向求解最长上升子序列
        for(int i = 1; i <= n; i  )
        {
            f[i] = 1;
            for(int j = 1; j < i; j  )
            {
                if(a[j] < a[i])
                    f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
            res = max(res, f[i]);//顺便记录结果,不用最后再遍历一遍了
        }
        
        //正向求解最长下降子序列
        for(int i = 1; i <= n; i  )
        {
            f[i] = 1;
            for(int j = 1; j < i; j  )
            {
                if(a[j] > a[i])
                    f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
            res = max(res, f[i]);
        }
       
        //反向求解最长上升子序列
        // for(int i = n; i >= 1; i--)
        // {
        //     f[i] = 1;
        //     for(int j = n; j > i; j--)
        //     {
        //         if(a[j] < a[i])
        //             f[i] = max(f[i], f[j]   1);
        //     }
        //     res = max(res, f[i]);
        // }
        printf("%dn", res);
    }
    
    
    return 0;
}

登山

题目描述

五一到了,ACM队组织大家去登山观光,队员们发现山上一共有N个景点,并且决定按照顺序来浏览这些景点,即每次所浏览景点的编号都要大于前一个浏览景点的编号。

同时队员们还有另一个登山习惯,就是不连续浏览海拔相同的两个景点,并且一旦开始下山,就不再向上走了。

队员们希望在满足上面条件的同时,尽可能多的浏览景点,你能帮他们找出最多可能浏览的景点数么?

思路分析

与怪盗基德不同,怪盗基德是求最长上升也行,最长下降也行,这道题就不能完全从头开始求最长下降,因为这样所求的gi是从左边开始的,而我们要的是从右边开始的,所以必须从右边开始求。用两个数组分别求从左边的最长上升和从右边的最长上升,最后再枚举一边就行了。

C 实现

代码语言:c 复制
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 1010;

int h[N], g[N], f[N];

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    
    for(int i = 1; i <= n; i   ) scanf("%d", &h[i]);
    
    //正向最长上升子序列
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        f[i] = 1;
        for(int j = 1; j < i; j   )
        {
            if(h[i] > h[j])
            {
                f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
        }
    }
    
    //反向最长上升子序列
    for(int i = n; i; i --)
    {
        g[i] = 1;
        for(int j = n; j > i; j --)
        {
            if(h[i] > h[j])
            {
                g[i] = max(g[i], g[j]   1);
            }
        }
    }
    
    int res = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        res = max(res, f[i]   g[i] - 1);
    }
    
    printf("%d", res);
    
    return 0;
}

注意:注意为什么最后减去1,因为每个都包含了最高点,最高点加了两次。

代码语言:c 复制
	//错误  此处g[i]的含义是指从起始到a[i]的最大下降子序列的长度,
    //而从后扫描的g[i]的含义是从a[i]到终点的下降子序列的长度,所以变换扫描顺序后的g[i]的含义发生了变化
    // for(int i = 1; i <= n; i   )
    // {
    //     g[i] = 1;
    //     for(int j = 1; j < i; j  )
    //     {
    //         if(h[j] > h[i])
    //             g[i] = max(g[i], g[j]   1);
    //     }
    // }

合唱队形

题目描述

NN 位同学站成一排,音乐老师要请其中的 (N−K)(N−K) 位同学出列,使得剩下的 KK 位同学排成合唱队形。     

合唱队形是指这样的一种队形:设 KK 位同学从左到右依次编号为 1,2…,K1,2…,K,他们的身高分别为 T1,T2,…,TKT1,T2,…,TK,  则他们的身高满足 T1<…<Ti>Ti 1>…>TK(1≤i≤K)T1<…<Ti>Ti 1>…>TK(1≤i≤K)。     

你的任务是,已知所有 NN 位同学的身高,计算最少需要几位同学出列,可以使得剩下的同学排成合唱队形。

思路分析

分析:与登山题目完全一样,只不过这个求的是n - res

C 实现

代码语言:c 复制
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 110;

int h[N], f[N], g[N];
int n;

int main()
{
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 1; i <= n; i   ) scanf("%d", &h[i]);
    
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        f[i] = 1;
        for(int j = 1; j < i; j   )
        {
            if(h[i] > h[j])
            {
                f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
        }
    }
    
    for(int i = n; i ; i --)
    {
        g[i] = 1;
        for(int j = n; j > i; j --)
        {
            if(h[i] > h[j])
            {
                g[i] = max(g[i], g[j]   1);
            }
        }
    }
    
    int res = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        res = max(res, f[i]   g[i] - 1);
    }
    
    printf("%d", n - res);
    
    return 0;
}

友好城市

题目描述

Palmia国有一条横贯东西的大河,河有笔直的南北两岸,岸上各有位置各不相同的N个城市。

北岸的每个城市有且仅有一个友好城市在南岸,而且不同城市的友好城市不相同。

每对友好城市都向政府申请在河上开辟一条直线航道连接两个城市,但是由于河上雾太大,政府决定避免任意两条航道交叉,以避免事故。

编程帮助政府做出一些批准和拒绝申请的决定,使得在保证任意两条航线不相交的情况下,被批准的申请尽量多。

思路分析

分析:桥以上坐标从小到大排序后,找出下坐标的最长上升子序列长度

image-20220708155938901.pngimage-20220708155938901.png

C 实现

代码语言:c 复制
//下标从0开始
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 5010;

typedef pair<int, int> PII;

int f[N];
PII city[N];
int n;

int main()
{
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 0; i < n; i   ) scanf("%d%d", &city[i].first, &city[i].second);
    
    sort(city, city   n);
    
    int res = 0;
    for(int i = 0; i < n; i   )
    {
        f[i] = 1;
        for(int j = 0; j < i; j   )
        {
            if(city[i].second > city[j].second)
            {
                f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
        }
        res = max(res, f[i]);
    }
    
    printf("%d", res);
    return 0;
}
代码语言:c 复制
//下标从1开始
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 5010;

typedef pair<int, int> PII;

int f[N];
PII city[N];
int n;

int main()
{
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 1; i <= n; i   ) scanf("%d%d", &city[i].first, &city[i].second);
    
    sort(city, city   n   1);//sort(city   1, city   n   1);
    
    int res = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        f[i] = 1;
        for(int j = 1; j < i; j   )
        {
            if(city[i].second > city[j].second)
            {
                f[i] = max(f[i], f[j]   1);
            }
        }
        res = max(res, f[i]);
    }
    
    printf("%d", res);
    return 0;
}

最大上升子序列和

题目描述

一个数的序列 bibi,当 b1<b2<…<bSb1<b2<…<bS 的时候,我们称这个序列是上升的。

对于给定的一个序列(a1,a2,…,aNa1,a2,…,aN),我们可以得到一些上升的子序列(ai1,ai2,…,aiKai1,ai2,…,aiK),这里1≤i1<i2<…<iK≤N1≤i1<i2<…<iK≤N。

比如,对于序列(1,7,3,5,9,4,8),有它的一些上升子序列,如(1,7),(3,4,8)等等。

这些子序列中和最大为18,为子序列(1,3,5,9)的和。

你的任务,就是对于给定的序列,求出最大上升子序列和。

注意,最长的上升子序列的和不一定是最大的,比如序列(100,1,2,3)的最大上升子序列和为100,而最长上升子序列为(1,2,3)。

思路分析

分析:跟最长上升子序列基本一样

C 实现

代码语言:c 复制
#include <bits/stdc  .h>

using namespace std;

const int N = 1010;

int n;
int a[N], f[N];

int main()
{
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 1; i <= n; i   ) scanf("%d", &a[i]);
    
    for(int i = 1; i <= n; i   )
    {
        f[i] = a[i];
        for(int j = 1; j < i; j   )
            if(a[i] > a[j])
                f[i] = max(f[i], f[j]   a[i]);
    }
    
    int res = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i   ) res = max(res, f[i]);
    
    printf("%d", res);
    
    return 0;
}

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