动态规划---子序列的个数

天涯浪子 提交于 2020-04-06 00:16:04

子序列的个数

题目详情: 子序列的定义:对于一个序列a=a[1],a[2],......a[n],则非空序列a'=a[p1],a[p2]......a[pm]为a的一个子序列,其中1<=p1<p2<.....<pm<=n。

例如:4,14,2,3和14,1,2,3都为4,13,14,1,2,3的子序列。 对于给出序列a,有些子序列可能是相同的,这里只算做1个,要求输出a的不同子序列的数量。

输入: 长度为n的数组1<=n<=100,数组元素0<=a[i]<=110

输出:子序列 的个数对1000000007取余数的结果(由于答案比较大,输出Mod 1000000007的结果即可)。

函数头部: C/C++:   int run(cons int *a,int n); java   public static int run(int [] a); 

  这道题目也是困扰了我很久,一直找不到比较好的方法,这道题目应该是可以用动态规划做出来的,因此我也特地去学习动态规划的思想,并找了一些练习题做,可是这个状态转移方程着实难住我了,本来数学基础一般般,这就更加大了难度。虽然我最终解决了这道题目,可是那是建立在大神指点的情况下做出来的,我在这里只是把题解写出来,顺便裨补阙漏,看看自己的理解是否正确,其实,想和做是两回事,这里也请大家给与指正。

题解:

  假设子序列的前k个数的子序列个数为d(k),那么前k - 1个子序列的个数就为d(k - 1)个子序列,从k - 1k的变化是怎样的呢?

  1、假设数组a[N]k个数为a[k],如果a[k] 与前面的k - 1个数都不相同,那么就有 : d(k) = d(k - 1) + 【d(k - 1) + 1】 =  2d(k - 1) + 1,为什么呢?可以这样想,对于前k- 1项的子序列个数为d(k - 1),那前k个数,无非就是在前k - 1项的基础上多加了一个数a[k](a[k]与前k - 1个数任意一个都相等),那就在原来的组合上加上a[k],就有d(k - 1)个,还有一个a[k]自己构成一个子序列,所以还要加1;

  2、假设a[k] 与前面的k - 1个数其中一个相等,那依旧加上前k - 1个子序列个数 d(k - 1),但是由于前面有与a[k]相等的数,所以要减掉重复的部分,如何找到重复的部分呢,假设离k最近的一个与a[k]相等的数为第t个a[t] = a[k],即序列(a[1], a[2], ……,a[t],……,a[k - 1],a[k]),a[t] = a[k];我们已经知道序列(a[1], a[2], ……,a[t])的序列个数为d(t),那么d(t - 1)就是重复的部分,这里需要自己做好思考,也是算法的关键部分,这里我要解释的地方是,为什么只需要找到离k最近的t使得a[t] = a[k]?给出的解释是:我们是从1 - n对数组进行遍历的,计算d(i)的i就是从1到n依次计算的,那么第一次遇到a[k] = a[t]的情况满足条件:有且仅有一个t使得a[t] = a[k],比如序列(1, 2, 3, 2, 4, 2),分别计算d(1),d(2),d(3),d(4),d(5),d(6);我们在计算d(4)的时候发现a[4] = a[2](假设下标从1开始),所以d(4) = 2*d(3) - d(2 -1) = 2d(3) - d(1);当计算d(6)的时候也有a[6] = a[4] = a[2],但是由于我们前面已经把a[2]重复的部分减掉了,所以不需要再减,d(6) = 2 * d(5) - d(4 - 1) = 2d(5) - d(3).

  过程繁琐,我总结一下结论:

  状态转移方程为:

    d(k) = 2 * d(k - 1) + 1;   a[k] != a[i],i = 1,2,3……k - 1;

     d(k) = 2 * d(k - 1) - d(t - 1);   从k往前搜索,存在离k最近的t,使得a[t] = a[k].

  状态转移方程分析出来的话,剩下的基本就是小菜一碟了,代码如下:

 

/*
    以下是题目详情: 子序列的定义:对于一个序列a=a[1],a[2],......a[n],
    则非空序列a'=a[p1],a[p2]......a[pm]为a的一个子序列,其中1<=p1<p2<.....<pm<=n。 
    例如:4,14,2,3和14,1,2,3都为4,13,14,1,2,3的子序列。 对于给出序列a,有些子序列可能是相同的,
    这里只算做1个,要求输出a的不同子序列的数量。 输入: 长度为n的数组1<=n<=100,数组元素0<=a[i]<=110
    输出:子序列 的个数对1000000007取余数的结果(由于答案比较大,输出Mod 1000000007的结果即可)。
    函数头部: C/C++:   int run(cons int *a,int n); java   public static int run(int [] a);
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define M 1000000007
int run(const int *a,int n)
{
    long long SubArray[120] = {0};
    int LastIndex[120] = {0};
    int iter = 0;
    for(iter = 1; iter <= n; iter++)
    {
        switch(LastIndex[a[iter - 1]])
        {
        case 0:
            {
                SubArray[iter] = (2 * SubArray[iter - 1] + 1) % M;
                break;
            }
        default:
            {
                SubArray[iter] = (2 * SubArray[iter - 1] - SubArray[LastIndex[a[iter - 1]] - 1] + M) % M;
                break;
            }
        }
        LastIndex[a[iter - 1]] = iter;
    }
    return SubArray[n] % M;
}
int main(void)
{
    //int a[5] = {1, 2, 2, 3 ,3};
    int a[4] = {1, 2, 3 , 2};
    printf("the result is %d\n", run(a, 4));
    return 0;
}
View Code

 

 

 

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