代码随想录算法训练营第五十二天 |300. 最长递增子序列、674. 最长连续递增序列、718. 最长重复子数组

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300. 最长递增子序列

代码随想录文章讲解

动态规划

  • 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
  • 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。所以:if (nums[i] > nums[j]) dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1);注意这里不是要dp[i] 与 dp[j] + 1进行比较,而是我们要取dp[j] + 1的最大值
  • 每一个i,对应的dp[i](即最长上升子序列)起始大小至少都是1.
  • 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.
# Time complexity: O(N^2)
# Space complexity: O(N)
class Solution:
    def lengthOfLIS(self, nums: List[int]) -> int:
        if len(nums) == 1:
            return 1
​
        dp = [1] * len(nums)
        res = 0
        for i in range(1, len(nums)):
            for j in range(i):
                if nums[j] < nums[i]:
                    dp[i] = max(dp[i], dp[j]+1)
            res = max(res, dp[i])
            
        return res

Build Subsequence(using binary search)

# Time complexity: O(N(logN))
# Space complexity: O(N)
import bisect
​
class Solution:
    def lengthOfLIS(self, nums: List[int]) -> int:
        sub = []
        for num in nums:
            i = bisect.bisect_left(sub, num)
​
            # If num is greater than any element in sub
            if i == len(sub):
                sub.append(num)
            
            # Otherwise, replace the first element in sub greater than or equal to num
            else:
                sub[i] = num
        
        return len(sub)

674. 最长连续递增序列

代码随想录文章讲解

贪心

# Time complexity: O(N)
# Space complexity: O(1)
class Solution:
    def findLengthOfLCIS(self, nums: List[int]) -> int:
        if len(nums) == 1:
            return 1
        
        res = 1
        cur = 1
        for i in range(1, len(nums)):
            if nums[i] > nums[i-1]:
                cur += 1
            else:
                cur = 1
            res = max(cur, res)
        return res

动态规划

  • 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]
  • 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 。即:dp[i + 1] = dp[i] + 1;
  • 以下标i为结尾的数组的连续递增的子序列长度最少也应该是1,即就是nums[i]这一个元素。所以dp[i]应该初始1;
  • 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。
# Time complexity: O(N)
# Space complexity: O(N)
class Solution:
    def findLengthOfLCIS(self, nums: List[int]) -> int:
        if len(nums) == 1:
            return 1
        
        dp = [1] * len(nums)
        res = 0
        for i in range(1, len(nums)):
            if nums[i-1] < nums[i]:
                dp[i] = dp[i-1] + 1
            res = max(dp[i], res)
        
        return res

718. 最长重复子数组

代码随想录文章讲解

动态规划

  • dp[i][j] :以下标i - 1为结尾的A,和以下标j - 1为结尾的B,最长重复子数组长度为dp[i][j]。 (特别注意: “以下标i - 1为结尾的A” 标明一定是 以A[i-1]为结尾的字符串 )
  • 根据dp[i][j]的定义,dp[i][j]的状态只能由dp[i - 1][j - 1]推导出来。即当A[i - 1]B[j - 1]相等的时候,dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;根据递推公式可以看出,遍历i 和 j 要从1开始!
  • 根据dp[i][j]的定义,dp[i][0]dp[0][j]其实都是没有意义的!但dp[i][0]dp[0][j]要初始值,因为 为了方便递归公式dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;所以dp[i][0]dp[0][j]初始化为0。
  • 外层for循环遍历A,内层for循环遍历B。
# Time Complexity: O(M∗N)
# Space Complexity: O(M∗N)# with size of dp = (len(nums1)+1) * (len(nums2)+1)
class Solution:
    def findLength(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> int:
        dp = [ [0]*(len(nums2)+1) for _ in range(len(nums1)+1) ]
​
        res = 0
        for i in range(1, len(nums1)+1):
            for j in range(1, len(nums2)+1):
                if nums1[i-1] == nums2[j-1]:
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]+1
                    res = max(res, dp[i][j])
        return res
​
# with size of dp = len(nums1)* len(nums2)
class Solution:
    def findLength(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> int:
        dp = [ [0]*(len(nums2)) for _ in range(len(nums1)) ]
        
        # initialized the first row and the first column
        res = 0
        for i in range(len(nums1)):
            if nums1[i] == nums2[0]:
                dp[i][0] = 1
                res = max(res, 1)
        for j in range(len(nums2)):
            if nums2[j] == nums1[0]:
                dp[0][j] = 1
                res = max(res, 1)
​
        for i in range(1, len(nums1)):
            for j in range(1, len(nums2)):
                if nums1[i] == nums2[j]:
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]+1
                    res = max(res, dp[i][j])
​
        return res

动态规划(滚动数组)

  • 我们可以看出dp[i][j]都是由dp[i - 1][j - 1]推出。那么压缩为一维数组,也就是dp[j]都是由dp[j - 1]推出。也就是相当于可以把上一层dp[i - 1][j]拷贝到下一层dp[i][j]来继续用。
  • 此时遍历B数组的时候,就要从后向前遍历,这样避免重复覆盖
# Time Complexity: O(M∗N)
# Space Complexity: O(N)
class Solution:
    def findLength(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> int:
        dp = [ 0 for _ in range(len(nums1)+1) ]
​
        res = 0
        for i in range(1, len(nums1)+1):
            for j in range(len(nums2), 0, -1):
                if nums1[i-1] == nums2[j-1]:
                    dp[j] = dp[j-1]+1
                else:
                    #注意这里不相等的时候要有赋0的操作
                    dp[j] = 0
                res = max(res, dp[j])
        return res