最长递增子序列
问题简述
给定整数数组 nums,返回最长严格递增子序列的长度;
进阶:
你可以设计时间复杂度为 O(N^2) 的解决方案吗?
你能把时间复杂度降到 O(NlogN) 吗?详细描述
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 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 <= nums[i] <= 104
进阶:
你可以设计时间复杂度为 O(n2) 的解决方案吗?
你能将算法的时间复杂度降低到 O(n log(n)) 吗?
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/longest-increasing-subsequence
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状态定义:dp[i] 表示以 nums[i] 结尾的最长递增子序列长度;
不能将
dp[i]定义nums[:i]子数组中的最长递增子序列长度,虽然这样定义很直观,但它不满足最优子结构的条件,简单来说,就是你无法通过dp[i-1]得到dp[i]。
Python
class Solution:
def lengthOfLIS(self, nums: List[int]) -> int:
ret = 1
dp = [1] * len(nums)
for i in range(1, len(nums)):
for j in range(i):
if nums[i] > nums[j]: # 如果要求非严格递增,将 '>' 改为 '>=' 即可
dp[i] = max(dp[i], dp[j] + 1)
ret = max(ret, dp[i])
return ret思路2:优化 dp 的状态定义
考虑新的状态定义:
dp[i]表示长度为i + 1的最长递增子序列末尾的最小值;dp序列一定时单调递增的,可用反证法证明,详见:最长递增子序列(动态规划 + 二分查找,清晰图解) - Krahets该怎么想出这个定义?——多看多做
是否满足最优子结构?
即已知
dp[i - 1]能否递推得到dp[i];显然是可以的,当nums[i] > dp[i - 1]时,长度+1,否则,长度不变;
如何更新
dp?当
nums[i] > dp[i - 1]时,直接添加到末尾;否则,要看是否需要更新
dp。根据dp递增的性质,找到nums[i]在dp中应该插入的位置,记idx;比较dp[idx]与nums[i]的大小,如果dp[idx] > nums[i]根据定义,更新dp[idx] = nums[i];
从“贪心”角度来解释以上过程:如果我们要使上升子序列尽可能的长,则应该让序列上升得尽可能慢,即每次在上升子序列最后加上的那个数尽可能的小。
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