Dilworth定理的应用和最长??序列
有这么一个题目 导弹拦截
问题描述:某国为了防御敌国的导弹袭击,发展出一种导弹拦截系统。但是这种导弹拦截系统有一个缺陷:虽然它的第一发炮弹能够到达任意的高度,但是以后每一发炮弹都不能高于前一发的高度。某天,雷达捕捉到敌国的导弹来袭。由于该系统还在试用阶段,所以只有一套系统,因此有可能不能拦截所有的导弹。
输入导弹依次飞来的高度(雷达给出的高度数据是≤50000的正整数),计算这套系统最多能拦截多少导弹,如果要拦截所有导弹最少要配备多少套这种导弹拦截系统。
简而言之,这个题目就是要求出最长的不递增序列和不递增序列的个数。
由Dilworth定理 (???什么东西) ,不递增序列的个数等于递增序列的最大长度。
所以我们只需要求出不递增序列的最大长度和递增序列的最大长度。(问题是这我也不会啊 )
那么我们就要学习一下怎么求最大??序列的长度。
1.O(\(n^2\))
第一问很明显是求最长不上升子序列,利用dp的思想,我们设f[i]为以第i个数为开头的最长不上升子序列的长度,然后可以得到这样一段程序
for(int i=n;i>=1;i--){//注意!!因为它是以i开头的最长不上升子序列,所以这里要从n开始循环,不然会出现一些奇妙的bug
f[i]=1;//以第i个数为开头的最长不上升子序列的长度至少为1(当这个序列只有它本身这一个数)
for(int j=i+1;j<=n;j++){//用前面已经算好的来算现在正在算的这一个
if(a[j]<=a[i])//如果a[j]>a[i]的话就不满足不上升这个要求(毕竟a[j]在a[i]后面)
f[i]=max(f[i],f[j]+1); //更新f[i]~记得要+1啊
}
ans1=max(ans1,f[i]);//更新ans1
}
2.小于O(\(n^2\))
在朴素n^2算法中,用f[i]储存以i结尾的最长不上升子序列长度,如样例
i 1 2 3 4 5 6 7 8
a 389 207 155 300 299 170 158 65
f 1 2 3 2 3 4 5 6
发现当f的值相同时,越后面的导弹高度越高
用d[i]维护f值为i的最后一个导弹的位置,t记录当前已经求出最长不升子序列长度
递推求f时枚举a[d[t]],a[d[t-1]],。。。,a[d[1]]是否≥当前求的导弹高度,是就更新f
while(~scanf("%d",&a[++n]));//读入数据方法
n--;//n是导弹数,由于某些原因要--
for(int i=1; i<=n; i++) {
f[i]=1;
for(int j=t; j>0; j--)
if(a[i]<=a[d[j]])
{
f[i]=f[d[j]]+1;
break;
}
t=max(t,f[i]);
d[f[i]]=i;//简单的维护过程
ans=max(ans,f[i]);
}
3.O(nlogn)求出最长不上升子序列的长度
(即一套系统最多拦截数)(终于到二了)
1.实现方式
首先我们需要一个数组a,存储从第1个到第n个导弹的高度
然后一个数组d(其实是个栈),存储不上升序列
把a中的每个元素挨个加到d里面:
(a中第i个元素为a[i],d长度为len,d中最后一个(也是最小的一个)为d[len])
如果a[i] <= d[len],说明a[i]可以接在d后面(而整个d还是有序的),那就简单粗暴地把a[i]丟进d:
d[ ++len ] = a[i]
如果a[i] > d[len],说明a[i]接不上
但是我们发扬瞎搞精神:接的上要接,接不上创造条件也要接!
强行把a[i]塞进去:
在d中找到第一个小于a[i]的数,把它踹了,用a[i]代替它!(为什么正确在下面)
2.为什么正确
显然成立
如果y在末尾,由于y < a[i],所以y后面能接的不如a[i]多,y让位给a[i]可以让序列更长
如果y不在末尾,那y有生之年都不会再被用到了,直接踹了y就行,y咋样,who care?
4.最快做法
3方法增加二分 查找
5、dp做法
#include<bits/stdc++.h>
#define intn long long
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<vector>
#include<string.h>
#include<cmath>
#include<stack>
#define _0for(i, a) for(int i = 0; i < (a); ++i)
#define _1for(i, a) for(int i = 1; i <=(a); ++i)
#define lowbit(x) ((x)&(-x))
#define debug(x) \
(void)(cerr << "L" << __LINE__\
<< " : " << #x << " = " \
<< (x) << endl )
using namespace std;
int dp1[200];
int dp2[200];
main(void)
{
//前边要求单调递增dp1
//后边要求单调递减dp2
//dp求最长升dp[i]表示以i为结尾的升序列的长度
int n;
cin>>n;
int ans=0;
int a[200];
a[0]=0;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
cin>>a[i];
}
a[n+1]=0;
for(int i=1;i<=n;i++)//当前状态
{
for(int j=0;j<i;j++)//上一个状态
{
if(a[j]<a[i])
dp1[i]=max(dp1[i],dp1[j]+1);
}
}
for(int i=n;i>=1;i--)//当前状态
{
for(int j=n+1;j>i;j--)//上一个状态
{
if(a[j]<a[i])
dp2[i]=max(dp2[i],dp2[j]+1);
}
}
for(int i=1;i<=n;i++)
{
// debug(dp1[i]);
// debug(dp2[i]);
ans=max(ans,dp1[i]+dp2[i]-1);
}
cout<<n-ans;
}