最近在做单调队列,发现了最长上升子序列O(nlogn)的求法也有利用单调队列的思想。
最长递增子序列问题:在一列数中寻找一些数,这些数满足:任意两个数a[i]和a[j],若i<j,必有a[i]<a[j],这样最长的子序列称为最长递增子序列。
设dp[i]表示以i为结尾的最长递增子序列的长度,则状态转移方程为:
dp[i] = max{dp[j]+1}, 1<=j<i,a[j]<a[i].
这样简单的复杂度为O(n^2),其实还有更好的方法。
考虑两个数a[x]和a[y],x<y且a[x]<a[y],且dp[x]=dp[y],当a[t]要选择时,到底取哪一个构成最优的呢?显 然选取a[x]更有潜力,因为可能存在a[x]<a[z]<a[y],这样a[t]可以获得更优的值。在这里给我们一个启示,当dp[t]一 样时,尽量选择更小的a[x].
按dp[t]=k来分类,只需保留dp[t]=k的所有a[t]中的最小值,设d[k]记录这个值,d[k]=min{a[t],dp[t]=k}。
这时注意到d的两个特点(重要):
1. d[k]在计算过程中单调不升;
2. d数组是有序的,d[1]<d[2]<..d[n]。
利用这两个性质,可以很方便的求解:
1. 设当前已求出的最长上升子序列的长度为len(初始时为1),每次读入一个新元素x:
2. 若x>d[len],则直接加入到d的末尾,且len++;(利用性质2)
否则,在d中二分查找,找到第一个比x小的数d[k],并d[k+1]=x,在这里x<=d[k+1]一定成立(性质1,2)。