代码随想录算法训练营第52天 | 300.最长递增子序列,674. 最长连续递增序列,279.完全平方数

动态规划章节理论基础:

https://programmercarl.com/%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.html

300.最长递增子序列

题目链接:https://leetcode.cn/problems/longest-increasing-subsequence/description/

思路:

动规五部曲:
(1)确定dp数组以及下标含义
dp[i]表示i之前包括i的以nums[i]结尾的最长递增子序列的长度

(2)确定递归公式
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。
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。

(3)dp数组初始化
每一个i,对应的dp[i](即最长递增子序列)起始大小至少都是1.

(4)确定遍历顺序
dp[i] 是有0到i-1各个位置的最长递增子序列 推导而来,那么遍历i一定是从前向后遍历。

j其实就是遍历0到i-1,那么是从前到后,还是从后到前遍历都无所谓,只要吧 0 到 i-1 的元素都遍历了就行了。 所以默认习惯 从前向后遍历。

(5)举例推导dp数组
输入:[0,1,0,3,2],dp数组的变化如下:
在这里插入图片描述

代码:

class Solution {
    public int lengthOfLIS(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        if (n <= 1)
            return n;
        // dp[i]表示i之前包括i的以nums[i]结尾的最长递增子序列的长度
        int[] dp = new int[n];
        int result = 0;
        // 每一个i,对应的dp[i](即最长递增子序列)起始大小至少都是1.
        Arrays.fill(dp, 1);
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                if (nums[i] > nums[j])
                    dp[i] =  dp[j] + 1;
            }

            if (dp[i] > result)
                result = dp[i];
        }
        return result;
    }
}

674. 最长连续递增序列

题目链接:https://leetcode.cn/problems/perfect-squares/

思路:

本题相对于刚刚的动态规划:300.最长递增子序列最大的区别在于“连续”。

本题要求的是最长连续递增序列。

动规五部曲:
(1)确定dp数组以及下标含义
dp[i]:以下标i为结尾的连续递增的子序列长度为dp[i]。

(2)确定递归公式
如果 nums[i] > nums[i - 1],那么以 i 为结尾的连续递增的子序列长度 一定等于 以i - 1为结尾的连续递增的子序列长度 + 1 。
即:dp[i] = dp[i - 1] + 1;
因为本题要求连续递增子序列,所以就只要比较nums[i]与nums[i - 1],而不用去比较nums[j]与nums[i] (j是在0到i之间遍历)。
既然不用j了,那么也不用两层for循环,本题一层for循环就行,比较nums[i] 和 nums[i - 1]。

这个地方需要好好体会。

(3)dp数组初始化
以下标i为结尾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;

(4)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。

(5)举例推导dp数组
已输入nums = [1,3,5,4,7]为例,dp数组状态如下:
在这里插入图片描述
注意这里要取dp[i]里的最大值,所以dp[2]才是结果!

代码:

class Solution {
    public int findLengthOfLCIS(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] dp = new int[n];
        // if (n <= 1)
        // return 1;
        int result = 1;
        Arrays.fill(dp, 1);
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (nums[i] > nums[i - 1])
                dp[i] = dp[i - 1] + 1;
            if (dp[i] > result)
                result = dp[i];
        }
        return result;
    }
}

718. 最长重复子数组

题目链接:https://leetcode.cn/problems/maximum-length-of-repeated-subarray/description/

思路:

注意题目中说的子数组,其实就是连续子序列。本题其实是动规解决的经典题目,我们只要想到 用二维数组可以记录两个字符串的所有比较情况,这样就比较好推 递推公式了。

动规五部曲:
(1)确定dp数组以及下标含义
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]。
那dp[0][0]是什么含义呢?总不能是以下标-1为结尾的A数组吧。
其实dp[i][j]的定义也就决定着,我们在遍历dp[i][j]的时候i 和 j都要从1开始。

(2)确定递归公式
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] 和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!

(3)dp数组初始化
根据dp[i][j]的定义,dp[i][0] 和dp[0][j]其实都是没有意义的!
但dp[i][0] 和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] 和dp[0][j]初始化为0。
举个例子A[0]如果和B[0]相同的话,dp[1][1] = dp[0][0] + 1,只有dp[0][0]初始为0,正好符合递推公式逐步累加起来。

(4)确定遍历顺序
外层for循环遍历A,内层for循环遍历B。
同时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)举例推导dp数组
拿示例1中,A: [1,2,3,2,1],B: [3,2,1,4,7]为例,画一个dp数组的状态变化,如下:
在这里插入图片描述

代码:

class Solution {
    public int findLength(int[] nums1, int[] nums2) {
        int m = nums1.length;
        int n = nums2.length;
        int[][] dp = new int[m+1][n+1];
        int result = 0;
        // if(nums1[0] == nums2[0]) dp[0][0] = 1;
        for (int i = 1; i <= m; i++) {
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                if(nums1[i-1] == nums2[j-1])
                {
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]+1;
                    result = Math.max(dp[i][j],result);
                }
            }
        }
        return result;
    }
}

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