lis算法
1. LIS(最长上升子序列)的O(nlogn)算法
对于计算中获得的递增序列A1A2A3...Am ,每个At其实表示:之前出现的所有序列中,长度t的上升子序列末位最小为At。对于出现的下一个新元素An,需要更新子序列,如果Amin+1>An>Amin,说明长度为min+1的子序列最后一个元素可以更新为An;如果An>Am,说明可获得的最长子序列可更新为A1A2A3..Am An 。
这么去理解会容易些。
2. LIS算法的O(n^2)算法分析
(a[1]...a[n] 存的都是输入的数)
1、对于a[n]来说,由于它是最后一个数,所以当从a[n]开始查找时,只存在长度为1的不下降子序列;
2、若从a[n-1]开始查找,则存在下面的两种可能性:
(1)若a[n-1] < a[n] 则存在长度为2的不下降子序列 a[n-1],a[n].
(2)若a[n-1] > a[n] 则存在长度为1的不下降子序列 a[n-1]或者a[n]。
3、一般若从a[t]开始,此时最长不下降子序列应该是按下列方法求出的:
在a[t+1],a[t+2],...a[n]中,找出一个比a[t]大的且最长的不下降子序列,作为它的后继。
4、为算法上的需要,定义一个数组:
d:array [1..n,1..3] of integer;
d[t,1]表示a[t]
d[t,2]表示从i位置到达n的最长不下降子序列的长度
d[t,3]表示从i位置开始最长不下降子序列的下一个位置
最长不下降子序列的O(n*logn)算法
先回顾经典的O(n^2)的动态规划算法,设A[t]表示序列中的第t个数,F[t]表示从1到t这一段中以t结尾的最长上升子序列的长度,初始时设F[t] = 0(t = 1, 2, ..., len(A))。则有动态规划方程:F[t] = max{1, F[j] + 1} (j = 1, 2, ..., t - 1, 且A[j] < A[t])。
现在,我们仔细考虑计算F[t]时的情况。假设有两个元素A[x]和A[y],满足
(1)x < y < t (2)A[y] < A[x] < A[t] (3)F[x] = F[y]
此时,选择A[x]和选择A[y]都可以得到同样的F[t]值,那么,在最长上升子序列的这个位置中,应该选择A[x]还是应该选择A[y]呢?
很明显,选择A[x]比选择A[y]要好。因为由于条件(2),在A[x+1] ... A[t-1]这一段中,如果存在A[z],A[y] < A[z] < A[x],则与选择A[x]相比,选择A[y]将会得到更长的上升子序列。
再根据条件(3),我们会得到一个启示:根据F[]的值进行分类。对于F[]的每一个取值k,我们只需要保留满足F[t] = k的所有A[t]中的最小值。设D[k]记录这个值,即D[k] = min{A[t]} (F[t] = k)。
注意到D[]的两个特点:
(1)D[k]的值是在整个计算过程中是单调不上升的。
(2)D[]的值是有序的,即D[1] < D[2] < D[3] < ... < D[n]。
利用D[],我们可以得到另外一种计算最长上升子序列长度的方法。设当前已经求出的最长上升子序列长度为len。先判断A[t]与D[len]。若A[t] > D[len],则将A[t]接在D[len]后将得到一个更长的上升子序列,len = len + 1, D[len] = A[t];否则,在D[1]..D[len]中,找到最大的j,满足D[j] < A[t]。令k = j + 1,则有D[j] < A[t] <= D[k],将A[t]接在D[j]后将得到一个更长的上升子序列,同时更新D[k] = A[t]。最后,len即为所要求的最长上升子序列的长度。
在上述算法中,若使用朴素的顺序查找在D[1]..D[len]查找,由于共有O(n)个元素需要计算,每次计算时的复杂度是O(n),则整个算法的时间复杂度为O(n^2),与原来的算法相比没有任何进步。但是由于D[]的特点(2),我们在D[]中查找时,可以使用二分查找高效地完成,则整个算法的时间复杂度下降为O(nlogn),有了非常显着的提高。需要注意的是,D[]在算法结束后记录的并不是一个符合题意的最长上升子序列!
这个算法还可以扩展到整个最长子序列系列问题,整个算法的难点在于二分查找的设计,需要非常小心注意。
3. LIS算法的介绍
LIS(Longest Increasing Subsequence)最长上升(不下降)子序列,有两种算法复杂度为O(n*logn)和O(n^2)。在上述算法中,若使用朴素的顺序查找在D1..Dlen查找,由于共有O(n)个元素需要计算,每次计算时的复杂度是O(n),则整个算法的时间复杂度为O(n^2),与原来算法相比没有任何进步。但是由于D的特点(2),在D中查找时,可以使用二分查找高效地完成,则整个算法时间复杂度下降为O(nlogn),有了非常显着的提高。需要注意的是,D在算法结束后记录的并不是一个符合题意的最长上升子序列!算法还可以扩展到整个最长子序列系列问题。
4. lis系统是怎么实现解析算法的
BSLIS对检验仪器的数据采集主要通过串行口通讯、USB端口通讯、TCP/IP通讯、定时监控数据库和手工录入等几种方法。
串行口通讯最为普遍,采用RS-232C标准,一般的仪器都支持此标准。
5. LIS的序列
最长上升子序列
Longest Increasing Subsequence
最长上升子序列:
有两种基本方法:两个时间复杂度分别为O(n^2)和O(nlogn) 对于给定数列a,元素个数为n,f[i]为以元素i结尾的最长子上升序列的最大长度。
最长上升子序列f满足对任意1<=j<i<=n(a[j]<a[i]),有f[j]<f[i]。
容易得出O(n^2)的DP状态转移方程:
f[i]=max{f[j]}+1;(1<=j<i且a[j]<a[i])
我们不妨把f的初值设为0,并在末尾添加一个元素inf,并将n++
这样经过两重循环,f[n]即为LIS长度
代码如下: #include<algorithm>#include<cstdio>#defineinf1<<30usingnamespacestd;intn,a[5000],f[5000];intmain(void){inti,j,k;scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++)scanf("%d",a+i);a[++n]=inf;for(i=1;i<=n;i++)for(j=1;j<i;j++)if(a[i]>a[j])f[i]=max(f[i],f[j]+1);printf("%d",f[n]);return0;} 又称作CMI算法
时间复杂度为O(nlogn)
其操作如下:
开辟一个栈b,每次取栈顶元素s和读到的元素a做比较,如果a>s,则置为栈顶;如果a<s,则二分查找栈中的比a大的第1个数,并替换。最终栈的大小即为最长递增子序列为长度
考察b栈内每个元素的含义,b[i] 表示所有长度为i的上升子序列中最小的最后一个数.
·举例:原序列为3,4,5,2,4,2
栈为3,4,5,此时读到2,则用2替换3,得到栈中元素为2,4,5,再读4,用4替换5,得到2,4,4,再读2,得到最终栈为2,2,4,最终得到的解是:
长度为1的上升子序列中最小的最后一个数是2 (2)
长度为2的上升子序列中最小的最后一个数是2 (2,2)长度为3的上升子序列中最小的最后一个数是4 (3,4,4)
可知没有长度为4的上升子序列,最长递增子序列长度为3. (3,4,4)
CMI本质是LIS问题的另一种动态规划思路
注意:CMI只能求LIS的长度和最后一个数,不能求LIS的序列!
代码如下:
#include<iostream>
using namespace std;
int n;
int a[1001],b[1001];
int rear;
int solve(int t)
{ int l=1,r=rear;
while(l<=r)
{ int mid=(l+r)>>1;
if(b[mid]>=t)//若为非递减序列,则为b[mid]>t
r=mid-1;
else
l=mid+1;
}
if(l>rear)
rear=l;
return l;
}
int main()
{ int i,j;
scanf("%d",&n);
rear=0;
for(i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
b[solve(a[i])]=a[i];
}
printf("%d
",rear);
system("pause");
return 0;
}
6. LIS算法的c代码复杂度为O(nlgn)的如下:
#include<stdio>#defineSIZE100/*b:栈中元素s:待查找元素length:栈中元素个数*/intdichotomy_search(int*b,ints,intlength){intlow=0,between=0;while(low<length){between=(low+length)/2;if(b[between]>s)length=between-1;elselow=between+1;}returnlow;}intLIS(int*a){intstack[SIZE],j=0;stack[j]=a[0];for(inti=1;i<SIZE;i++){if(a[i]>stack[i-1]){stack[j++]=a[i];}elseif(a[i]<stack[i-1]){intn=dichotomy_search(stack,a[i],j+1);stack[n]=a[i];}}returnj;}
7. C++中容器list的问题
因为你在删除最后一个元素89后,iter2指向end(),之后又对iter2自增,所以引发错误,可以这样修改循环:
while(iter2 != lis.end() ) {
iter2 = lis.erase(iter2);
if(iter2 != lis.end() ) {
++iter2;
}
}