题目1:300 最长递增子序列
题目链接:最长递增子序列
对题目的理解
找出整数数组中最长严格递增子序列的长度
动态规划
动规五部曲
1)dp数组及下标i的含义
dp[i]:以nums[i]为结尾的最长递增子序列的长度
递增比较的时候,如果比较 nums[j] 和 nums[i] 的大小,那么两个递增子序列一定分别以nums[j]为结尾 和 nums[i]为结尾
2)递推公式
3)dp数组初始化
根据dp数组定义,dp[i]至少长度是1,最少包含nums[i] ,dp[i]的最大值不一定是在dp[nums.size()-1],可能出现在各个位置,因此需要遍历一遍
4)遍历顺序
求递增子序列,dp[i]依赖于前面的元素与当前数值进行比较的结果更新dp[i]的值,i从小到大遍历
for(i=1;i<nums.size();i++) 注意i从1开始,因为dp[0]代表以第一个元素结尾,最长递增子序列的长度就是1
for(j=0;j<i;j++)//j用于遍历从0到j的所有元素,j从小到大遍历,从大到小遍历均可,只要把0~i内的元素全部遍历了就行
5)打印dp数组
代码
class Solution {
public:
int lengthOfLIS(vector<int>& nums) {
//定义并初始化dp数组
vector<int> dp(nums.size(),1);
int result = 1;
//递推
for(int i=1;i<nums.size();i++){
for(int j=0;j<i;j++){
if(nums[i]>nums[j]) dp[i] = max(dp[j]+1,dp[i]);
}
result = max(result,dp[i]);//以每一个元素结尾的长度都遍历一遍,求长度的最大值
}
return result;
}
};
- 时间复杂度: O(n^2)
- 空间复杂度: O(n)
题目2:674 最长连续递增序列
题目链接:最长连续递增序列
对题目的理解
整数数组未经排序,找到数组中最长且连续递增的子序列,返回该序列的长度
动态规划
动规五部曲
1)dp数组及下标i的含义
dp[i]:以i结尾的最长连续递增子序列的长度,注意这里只是说了以i结尾,不一定以0开始哟,注意本题的最大长度不一定是在dp[nums.szie()-1],可能出现在各个位置,所以需要遍历一遍求最大值
2)递推公式
不连续递增子序列的跟前0-i 个状态有关,连续递增的子序列只跟前一个状态有关
3)dp数组初始化
至少有1个元素,长度是1 ,dp[i]=1
4)遍历顺序
根据递推公式,i依赖于i-1,所以,从前往后遍历
for(i=1;i<nums.size();i++), 注意i从1开始
5)打印dp数组
代码
class Solution {
public:
int findLengthOfLCIS(vector<int>& nums) {
//定义并初始化dp数组
vector<int> dp(nums.size(),1);
int result = 1;
for(int i=1;i<nums.size();i++){
if(nums[i]>nums[i-1]) dp[i]=dp[i-1]+1;
result = max(result,dp[i]);
}
return result;
}
};
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(n)
贪心算法
class Solution {
public:
int findLengthOfLCIS(vector<int>& nums) {
int count=1;
int result = 1;
for(int i=1;i<nums.size();i++){
if(nums[i]>nums[i-1]) count++;//连续递增,count++
else count = 1;//不连续递增,count从1开始计算
result = max(result,count);
}
return result;
}
};
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(1)
题目3:718 最长重复子数组
题目链接:最长重复子数组
对题目的理解
返回两个整数数组中公共的且长度最长的子数组长度(子数组就是连续子序列)
动态规划
动规五部曲
1)dp数组及下标i的含义
使用二维dp数组表示两个数组的所有比较情况,
dp[i][j]:以i-1为结尾的nums1和以j-1为结尾的nums2的最长重复子数组的长度
注意:本题的最大长度不一定在dp[nums1.size()-1][nums2.size()-1],可能出现在各个位置,所以需要再遍历一遍,求最大值
2)递推公式
根据递推公式的定义,dp[i][j]的状态只能由dp[i-1][j-1]推导出来,if(nums1[i-1]==nums2[j-1]) dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1 两个数组同时回退所以只能是dp[i-1][j-1]+1,不能是dp[i][j-1]也不能是dp[i-1][j]
3)dp数组初始化
根据dp数组定义(以i-1结尾,以j-1结尾),dp[i][0]无意义状态 0-1无意义;同理,dp[0][j]无意义状态 0-1无意义,为了方便递推公式,将二者初始化为0,最长子数组长度应该从0往上加;
其他的下标的dp值初始化为任意值均可(因为计算递推公式之后会被覆盖),为了代码简洁,将dp全初始化为0
4)遍历顺序
先遍历两个数组中的哪一个都可以
for(i=1;i<=nums1.size();i++){
for(j=1;j<=nums2.size();j++)}
注意从1开始遍历(根据递推公式),且条件是小于等于,因为dp数组的定义是[i][j]代表以i-1,j-1为结尾,只有等于,才能遍历到数组中的最后一个元素,nums1.size()-1,nums2.size()-1
题目要求长度最长的子数组的长度。所以在遍历的时候顺便把dp[i][j]的最大值记录下来。
5)打印dp数组
代码
class Solution {
public:
int findLength(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
//定义并从初始化dp数组
vector<vector<int>> dp(nums1.size()+1,vector<int>(nums2.size()+1));
for(int i=0;i<nums1.size();i++){
dp[i][0]=0;
}
for(int j=0;j<nums2.size();j++){
dp[0][j]=0;
}
int result=0;
//递推
for(int i=1;i<=nums1.size();i++){
for(int j=1;j<=nums2.size();j++){
if(nums1[i-1]==nums2[j-1]) dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;
result = max(result,dp[i][j]);
}
}
return result;
}
};
初始化简便一些
class Solution {
public:
int findLength(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
//定义并从初始化dp数组
vector<vector<int>> dp(nums1.size()+1,vector<int>(nums2.size()+1,0));
int result=0;
//递推
for(int i=1;i<=nums1.size();i++){
for(int j=1;j<=nums2.size();j++){
if(nums1[i-1]==nums2[j-1]) dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;
result = max(result,dp[i][j]);
}
}
return result;
}
};
- 时间复杂度:O(n × m),n 为A长度,m为B长度
- 空间复杂度:O(n × m)
若将dp[i][j]数组定义为nums1以i结尾和nums2以j结尾,那么 第一行和第一列毕竟要进行初始化,如果nums1[i] 与 nums2[0] 相同的话,对应的 dp[i][0]就要初始为1, 因为此时最长重复子数组为1。 nums2[j] 与 nums1[0]相同的话,也是同样要把dp[0][j]初始化为1,如下图
代码
class Solution {
public:
int findLength(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
//定义并从初始化dp数组
vector<vector<int>> dp(nums1.size(),vector<int>(nums2.size(),0));
for(int i=0;i<nums1.size();i++) if(nums1[i]==nums2[0]) dp[i][0]=1;
for(int j=0;j<nums2.size();j++) if(nums2[j]==nums1[0]) dp[0][j]=1;
int result = 0;
for(int i=1;i<nums1.size();i++){
for(int j=1;j<nums2.size();j++){
if(nums1[i]==nums2[j]) dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;
result = max(result,dp[i][j]);
}
}
return result;
}
};
上述代码会出现如下的错误
错误的原因是即使是上面的初始化更新了dp数组,dp数组中是1,但是最终返回了result,而result又是在for循环中,两个for循环都是从1开始记录,所以整个for循环并不包括初始化的那一列,那一行进行比较,所以最终返回的结果是0
将代码更改为如下:i=0与j=0,初始化的这一行和一列还是要在for循环中进行比较的
class Solution {
public:
int findLength(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
//定义并从初始化dp数组
vector<vector<int>> dp(nums1.size(),vector<int>(nums2.size(),0));
for(int i=0;i<nums1.size();i++) if(nums1[i]==nums2[0]) dp[i][0]=1;
for(int j=0;j<nums2.size();j++) if(nums2[j]==nums1[0]) dp[0][j]=1;
int result = 0;
for(int i=0;i<nums1.size();i++){
for(int j=0;j<nums2.size();j++){
if(nums1[i]==nums2[j] && i>0 && j>0) dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;
result = max(result,dp[i][j]);
}
}
return result;
}
};