算法日常・每日刷题--<贪心>5

300. 最长递增子序列 - 力扣(LeetCode)300. 最长递增子序列 - 给你一个整数数组 nums ,找到其中最长严格递增子序列的长度。子序列 是由数组派生而来的序列,删除(或不删除)数组中的元素而不改变其余元素的顺序。例如,3,6,2,7 是数组 0,3,1,6,2,2,7 的子序列。 示例 1:输入:nums = 10,9,2,5,3,7,101,18输出:4解释:最长递增子序列是 2,3,7,101,因此长度为 4 。示例 2:输入:nums = 0,1,0,3,2,3输出:4示例 3:输入:nums = 7,7,7,7,7,7,7输出:1 提示: * 1 <= nums.length <= 2500 * -104 <= numsi <= 104 进阶: * 你能将算法的时间复杂度降低到 O(n log(n)) 吗?https://leetcode.cn/problems/longest-increasing-subsequence/

题目描述

给你一个整数数组 nums ,找到其中最长严格递增子序列的长度。 子序列是由数组派生而来的序列,删除(或不删除)数组中的元素而不改变其余元素的顺序。例如,[3,6,2,7] 是数组 [0,3,1,6,2,2,7] 的子序列。

示例: 输入:nums = [10,9,2,5,3,7,101,18] 输出:4 解释:最长递增子序列是 [2,3,7,101],因此长度为 4。

思路分析

动态规划朴素解法:dp[i] 代表以i结尾的 LIS 长度,两层循环,时间复杂度 \(O(n^2)\)。 当数据量变大时,\(O(n^2)\)会超时,于是引入贪心 + 二分查找优化到 \(O(n\log n)\)。

贪心核心思想

维护数组length: length[k] 含义:长度为 k+1 的上升子序列,末尾元素尽可能小。

为什么要让末尾尽可能小? 末尾数字越小,后面越容易接更大的数字,更容易构造更长的上升子序列。

处理逻辑:

  1. 遍历原数组每一个元素nums[i]
  2. 如果nums[i]大于length数组末尾元素:直接尾插,代表找到了更长的子序列
  3. 否则:在length数组中,二分查找第一个 ≥ nums i 的位置 ,用nums[i]替换该位置的值。更新对应长度子序列的最小末尾。

⚠️重点:length数组并不是真实的最长上升子序列,它只用来记录各长度子序列的最小末尾,最终数组的大小才是 LIS 的长度。

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int BinarySearch(int left, int right, vector<int>& num, int target) {
        while (left < right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (num[mid] >= target) {
                right = mid;
            } else if (num[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return left;
    }
    int lengthOfLIS(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        vector<int> length;
        length.push_back(nums[0]);
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (nums[i] > length.back())
                length.push_back(nums[i]);
            else {
                int pos = BinarySearch(0, length.size(), length, nums[i]);
                length[pos] = nums[i];
            }
        }
        return length.size();
    }
};
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