CF10D/POJ2127 LCIS解题报告

题目传送门(洛谷)(CF)(POJ)

前言

期末考试前的最后一篇题解,希望期末考  rp++

奇怪,为什么在CF上能过的代码到POJ上就 听取WA声一片  (不管了)

题目思路

LCIS模版O(n²)+方案记录(递归输出)

LCIS

基础方法

简单易想的方法:直接将LCS和LIS简单相加,复杂度O(n³)

for (int i = 1; i <= l1; i++)
for (int j = 1; j <= l2; j++)
if (a[i] == b[j]) {
for (int k = 0; k < j; k++)
if (b[k] < a[i])
f[i][j] = max (f[i][j], f[i-1][k] + 1);
}
else f[i][j] = f[i-1][j];

 

时间优化dp

不难看出,状态转移的时候 f 数组的第一维都是由 i-1 转移过来的, 所以不必枚举每一个 k,可以用一个数把之前的最佳方案记录下来

当 i,j 满足a[i] > b[j]时,f[i-1][j]可以去更新最优方案 (因为b[j] < a[i] 时,可以构成上升序列)

#define f(i,a,b) for (int i = a; i <= b; i++)

f (i, 1, l1){
int tmp(0); //tmp记录最优解的值
f (j, 1, l2){
f[i][j] = f[i-1][j];
if (a[i] > b[j]) tmp = max (tmp, f[i-1][j]); //如果满足条件,更新最优方案
if (a[i] == b[j]) f[i][j] = tmp + 1; //如果两个数相等,答案为之前的最优情况+1
ans = max (ans, f[i][j]);
}
}

空间优化dp

因为状态转移的时候 f 数组的第一维都是由 i-1 转移过来的,所以不但在时间上可以记录最优策略来优化,空间上也可以省去第一维。

在代码实现时直接将数组第一维删去即可

#define f(i,a,b) for (int i = a; i <= b; i++)	

f (i, 1, l1){
int tmp(0); //tmp记录最优解的值
f (j, 1, l2){
if (a[i] > b[j] ) tmp = f[j]; //如果满足条件,更新最优方案
if (a[i] == b[j]) f[j] = tmp + 1;
//如果两个数相等,答案为之前的最优情况+1
ans = max (ans, f[j]);
}
}

路径记录

基础方法

用一个数组 w[i][j] 来表示 f[i][j] 以 b[j] 为结尾的方案的序列的上一个数的位置。

例如样例中,样例输出  3 5 6 中,以 6 为结尾的方案的 w 数组中存的就是数字 5 的位置

#define f(i,a,b) for (int i = a; i <= b; i++)

f (i, 1, l1){
int tmp(0), k(0); //tmp记录最优解的值,k记录位置
f (j, 1, l2){
f[i][j] = f[i-1][j], w[i][j] = w[i-1][j];
if (a[i] > b[j] and f[i-1][j] > tmp)
tmp = f[i-1][j], k = j; //如果满足条件,更新最优方案
if (a[i] == b[j]) f[i][j] = tmp + 1, w[i][j] = k;
//如果两个数相等,答案为之前的最优情况+1,w 改为记录的最优方案的上一个位置
ans = max (ans, f[i][j]);
}
}

  

空间优化

和上面求解LCIS的最长长度的空间优化一样,w 数组的第一维在状态转移的时候,i 都是由 i-1 转移过来的,因此也可以去掉一维

#define f(i,a,b) for (int i = a; i <= b; i++)	

f (i, 1, l1){
int tmp(0), k(0); //tmp记录最优解的值,k记录位置
f (j, 1, l2){
if (a[i] > b[j] and f[j] > tmp)
tmp = f[j], k = j; //如果满足条件,更新最优方案
if (a[i] == b[j]) f[j] = tmp + 1, w[j] = k;
//如果两个数相等,答案为之前的最优情况+1,w 改为记录的最优方案的上一个位置
ans = max (ans, f[j]);
}
}

  

方案输出

输出时先枚举每一个以 b[j] 结尾的答案与最优解对比,从而找出最优解的最后一个数(注意:要特判答案是否存在长度>0的序列,若没有不用输出,我为此WA了两次)

if (ans)    //特判是否存在长度>0的序列
f (i, 1, l2)
if (f[l1][i] == ans) {print(i); break;} //找到最优解的末尾位置并输出序列

  

找到位置后递归输出

void print (int p) {
if (w[l1][p]) print(w[l1][p]); //如果之前还有数,先输出之前的数
printf ("%d ", b[p]);
}

  

优化效果

CF10D/POJ2127 LCIS解题报告

可以看出,优化后空间极其节省(虽然两种都能过)

至于时间上的差异emm······ 连续交两次同样代码跑出来的时间都差好多

完整代码

未优化

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
#define f(i,a,b) for (register int i = a; i <= b; i++)
int l1, l2, a[538], b[538], f[538][538], w[538][538], ans;
void print (int p) {
if (w[l1][p]) print(w[l1][p]); //如果之前还有数,先输出之前的数
printf ("%d ", b[p]);
}
int main() {
scanf ("%d", &l1);
f (i, 1, l1) scanf ("%d", a + i);
scanf ("%d", &l2);
f (i, 1, l2) scanf ("%d", b + i);
f (i, 1, l1){
int tmp(0), k(0); //tmp记录最优解的值,k记录位置
f (j, 1, l2){
f[i][j] = f[i-1][j], w[i][j] = w[i-1][j];
if (a[i] > b[j] and f[i-1][j] > tmp)
tmp = f[i-1][j], k = j; //如果满足条件,更新最优方案
if (a[i] == b[j]) f[i][j] = tmp + 1, w[i][j] = k;
//如果两个数相等,答案为之前的最优情况+1,w 改为记录的最优方案的上一个位置
ans = max (ans, f[i][j]);
}
}
printf ("%d\n", ans);
if (ans) //特判是否存在长度>0的序列
f (i, 1, l2)
if (f[l1][i] == ans) {print(i); break;} //找到最优解的末尾位置并输出序列
return 0;
}

  

优化后

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
#define f(i,a,b) for (register int i = a; i <= b; i++)
int l1, l2, a[538], b[538], f[538], w[538], ans;
void print (int p) {
if (w[p]) print(w[p]); //如果之前还有数,先输出之前的数
printf ("%d ", b[p]);
}
int main() {
scanf ("%d", &l1);
f (i, 1, l1) scanf ("%d", a + i);
scanf ("%d", &l2);
f (i, 1, l2) scanf ("%d", b + i);
f (i, 1, l1){
int tmp(0), k(0); //tmp记录最优解的值,k记录位置
f (j, 1, l2){
if (a[i] > b[j] and f[j] > tmp)
tmp = f[j], k = j; //如果满足条件,更新最优方案
if (a[i] == b[j]) f[j] = tmp + 1, w[j] = k;
//如果两个数相等,答案为之前的最优情况+1,w 改为记录的最优方案的上一个位置
ans = max (ans, f[j]);
}
}
printf ("%d\n", ans);
if (ans) //特判是否存在长度>0的序列
f (i, 1, l2)
if (f[i] == ans) {print(i); break;} //找到最优解的末尾位置并输出序列
return 0;
}

  

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