300. 最长上升子序列

题目

给定一个无序的整数数组,找到其中最长上升子序列的长度。

示例:

输入: [10,9,2,5,3,7,101,18]

输出: 4
解释: 最长的上升子序列是 [2,3,7,101],它的长度是 4。
说明:

可能会有多种最长上升子序列的组合,你只需要输出对应的长度即可。
你算法的时间复杂度应该为 O(n2) 。
进阶: 你能将算法的时间复杂度降低到 O(n log n) 吗?

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/longest-increasing-subsequence
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

解法

动态规划

最简单的动态规划,一个一个读入数据,维护一个数组代表该数字读入后,目前最长的上升子序列有多长。转移条件是:
当前面的数字比当前数字小,那些数字对应的长度里面,最大的数字+1。
举个例子,[9,2,5,3,7,101,18]中:

初始状况
nums = []
length = []
--------------------
第一步:
nums = [9]
length = [1]
--------------------
第二步:
nums = [9,2]
length = [1,1]
假如nums只有这两个,那么能找出的最长上升串只有9或者2,也就是长度为1.
--------------------
第三步:
nums = [9,2,5]
length = [1,1,2]
比5大的只有2,那么5对应的长度就是在数字2对应的长度+1,这时候最长串是`2,5`
--------------------
第四步:
nums = [9,2,5,3]
length = [1,1,2,2]
--------------------
第五步:
nums = [9,2,5,3,7]
length = [1,1,2,2,3]
以此类推

代码部分:

class Solution:
    def lengthOfLIS(self, nums: List[int]) -> int:
        length = [1]*len(nums)
        max_length = 0
        for i in range(len(nums)):
            pre_max = 0
            for j in range(i):
                if nums[j] < nums[i] and pre_max < length[j]:
                    pre_max = length[j]
            length[i] = pre_max +1
            if length[i] > max_length:max_length=length[i]
        return max_length

贪心+二分

这个解释起来麻烦一点,基本是也是动态规划的改进版。不过这个时候维护的列表不是读到某个字符时最长串的长度,而是目前最长串是什么样。比如[1,2,9,10,5,6,7,8]最长串为[1,2,5,6,7,8]。在计算过程中我们并不知道最长串是什么样,但是我们可以根据目前的条件完善最长串。解释不易,看个例子就都懂了。

第1步:
目前的数组:[1]
维护的最长串:[1]
-------------------
第2步:
目前的数组:[1,2]
维护的最长串:[1,2]
-------------------
第3步:
目前的数组:[1,2,9]
维护的最长串:[1,2,9]
-------------------
第4步:
目前的数组:[1,2,9,10]
维护的最长串:[1,2,9,10]
-------------------
第5步:
目前的数组:[1,2,9,10,5]
维护的最长串:[1,2,5,10]
这一步划重点!读到5的时候,我们可以知道实际上的最长串还是[1,2,9,10]这四个数字。
但是,后面的5意味着,如果后面有很多介于5到9之间的数字,实际上最后的答案会变成[1,2,5,6...]。
如果后面都是一些极大的数,最后的最长串还是[1,2,9,10,...]。
但是目前在这一步并不确定后面有什么的情况下,我们把5插入到维护的最长串中,替换掉一个比它大但是最接近5的数。
实际上这并不是此时的最长串,但是答案要求的仅仅是长度,而替换并不改变最长串的长度。
这样的插入好处在于:如果后面还有在5-10中间的数字,那么我们可以用那个数字把10替换掉,然后逐步替换成正确的答案。
实际上这个5还有另一种解释,5排在第三个位置,如果我们从当前已知的数组中找出长度为3的子串,有[1,2,9] [1,2,5] [1,2,10],[2,9,10].而5是这些里面最小的数字。
-------------------
第6步:
目前的数组:[1,2,9,10,5,6]
维护的最长串:[1,2,5,6]
-------------------
第7步:
目前的数组:[1,2,9,10,5,6,7]
维护的最长串:[1,2,5,6,7]
-------------------
依次到最后。

实际上维护的最长串是个递增的数组,这样插入(替换)的时候就可以用二分法查找。

代码:

class Solution(object):
    def lengthOfLIS(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """
        
        if not nums:
            return 0
        string = [nums[0]]
        for num in nums:
            # 二分法查找插入点
            i, j = 0,len(string)
            while i < j  :
                m = (i+j)//2
                if string[m] < num: i = m+1 # 替换更大的数字,所以可以+1,不然可能死循环
                else: j = m
            if i >= len(string): string.append(num)
            else: string[i] = num
        return len(string)

总结

用在长度为i的子串末尾的数字来作为表格很关键。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 210,914评论 6 490
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 89,935评论 2 383
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 156,531评论 0 345
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,309评论 1 282
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,381评论 5 384
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,730评论 1 289
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,882评论 3 404
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,643评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,095评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,448评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,566评论 1 339
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,253评论 4 328
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,829评论 3 312
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,715评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,945评论 1 264
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,248评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,440评论 2 348

推荐阅读更多精彩内容