动态规划总结最长子序列

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最长连续递增序列

题目

给定一个未经排序的整数数组,找到最长且 连续递增的子序列,并返回该序列的长度。

连续递增的子序列 可以由两个下标 l 和 r(l < r)确定,如果对于每个 l <= i < r,都有 nums[i] < nums[i + 1] ,那么子序列 [nums[l], nums[l + 1], ..., nums[r - 1], nums[r]] 就是连续递增子序列。

示例1:

输入:nums = [1,3,5,4,7] 输出:3 解释:最长连续递增序列是 [1,3,5], 长度为3。 尽管 [1,3,5,7] 也是升序的子序列, 但它不是连续的,因为 5 和 7 在原数组里被 4 隔开。

示例2:

输入:nums = [2,2,2,2,2] 输出:1 解释:最长连续递增序列是 [2], 长度为1。

提示:

  • 0 <= nums.length <= 10^4
  • -10^9 <= nums[i] <= 10^9

解题思路

根据题意,本题可用动态规划的方式来求解。

第一步,确定dp数组以及下标的含义:

dp[i]:以下标i为结尾的数组的连续递增的子序列长度为dp[i]。

第二步,确定递推公式:

如果 nums[i + 1] > nums[i],那么以 i+1 为结尾的数组的连续递增的子序列长度一定等于 以 i 为结尾的数组的连续递增的子序列长度 + 1 。所以可以得出递推公式为:dp[i + 1] = dp[i] + 1;

第三步,dp 数组初始化:

连续递增的子序列长度最少是 1, 所以 dp 数组应该初始化为 1。

第四步,确定遍历顺序:

从递推公式上可以看出, dp[i + 1]依赖dp[i],所以一定是从前向后遍历。

代码实现

class Solution {
    public int findLengthOfLCIS(int[] nums) {
        if(nums.length == 0){
            return 0;
        };
        int count = 1;
        int len = nums.length;
        int[] dp = new int[len];
        for(int i = 0; i < len; i++){
            dp[i] = 1;
        }

        for(int i = 0; i < len - 1; i++){
            if(nums[i+1] > nums[i]){
                dp[i+1] = dp[i] + 1;
            }
            if(dp[i+1] > count) count = dp[i+1];
        }

        return count;
    }
}

时间复杂度

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 是数组 nums 的长度。

  • 空间复杂度:O(1)。

最长递增子序列

题目

给你一个整数数组 nums ,找到其中最长严格递增子序列的长度。

子序列是由数组派生而来的序列,删除(或不删除)数组中的元素而不改变其余元素的顺序。例如,[3,6,2,7] 是数组 [0,3,1,6,2,2,7] 的子序列。

示例1: 输入:nums = [10,9,2,5,3,7,101,18] 输出:4 解释:最长递增子序列是 [2,3,7,101],因此长度为 4 。

示例2: 输入:nums = [0,1,0,3,2,3] 输出:4

示例3: 输入:nums = [7,7,7,7,7,7,7] 输出:1

提示:

  • 1 <= nums.length <= 2500
  • -10^4 <= nums[i] <= 104

解题思路

根据题意,此题可以用动态规划的方式来求解。

第一步,确定 dp 数组以及下标的含义: dp[i] 表示 i 之前包括 i 的以 nums[i] 结尾最长上升子序列的长度。

第二步,确定递推公式: 位置i的最长升序子序列等于 j 从 0 到 i-1 各个位置的最长升序子序列 + 1 的最大值。递推公式为:if (nums[i] > nums[j]) dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1);

第三步,初始化: dp[i] 的起始大小是 1。

第四步,确定遍历顺序: dp[i] 是有0到i-1各个位置的最长升序子序列推导而来,那么遍历i一定是从前向后遍历。j其实就是0到i-1,遍历i的循环在外层,遍历j则在内层。

代码实现

class Solution {
    public int lengthOfLIS(int[] nums) {
        if(nums.length == 0){
            return 0;
        }
        int[] dp = new int[nums.length];
        int res = 0;
        Arrays.fill(dp, 1);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                if (nums[j] < nums[i]) dp[i] = Math.max(dp[i], dp[j] + 1);
            }
            res = Math.max(res, dp[i]);
        }
        return res;
    }
}

时间复杂度

  • 时间复杂度:O(n^2),其中 n 为数组 nums 的长度.
  • 空间复杂度:O(n).

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