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【LeetCode 354】俄罗斯套娃信封问题

·303 words·2 mins
WFUing
Author
WFUing
A graduate who loves coding.
Table of Contents

  • 链接:https://leetcode.cn/problems/russian-doll-envelopes/description/

难点
#

第一个难点在于如何同时控制 $w_i$ 和 $h_i$ 两个维度,很自然地想到先把一个维度排序,然后只需要考虑另一个维度最长递增子序列就行了。

这时候就有第二个难点了,如果在 $w_i$ 这个维度,存在两个值相同的情况怎么处理,需要将 $w_i$ 相同的 $h_i$ 从高到低排序,这样相同 $w_i$ 的部分就不会相互影响。

做完了 $w_i$ 的内容,就只需要考虑 $h_i$ 的最长递增子序列就行了,这时候就是一个动态规划,还是三个问题,

  • $dp[i]$ 是 $h$ 的前 $i$ 个元素可以组成的最长严格递增子序列的长度;
  • 所有的 $dp[i]$ 初始化为 1;
  • 状态转移方程:$dp[i]=max_{j<i \land dp[j]<dp[i]} {dp[j]} + 1$ 。

代码
#

class Solution {
    public int maxEnvelopes(int[][] envelopes) {
        Arrays.sort(envelopes, new Comparator<int[]>() {
            public int compare(int[] e1, int[] e2) {
                if(e1[0] == e2[0]) {
                    return e2[1] - e1[1]; 
                }
                return e1[0] - e2[0];
            }
        });


        int n = envelopes.length;
        int[] dp = new int[n];
        Arrays.fill(dp, 1);
        int ans = 1;
        for(int i = 1; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < i; j++) {
                if(envelopes[i][1] > envelopes[j][1]) {
                    dp[i] = Math.max(dp[i], dp[j]+1);
                }
            }
            ans = Math.max(dp[i], ans);
        }
        return ans;
    }
}

本来以为这样就结束了,但是还是出了意外,报 TLE ,之前的 sort 的时间已经没办法优化了,就只能优化后面的动态规划了。

二分优化
#

设 $f[j]$ 表示 $h$ 的前 $i$ 个元素可以组成的长度为 $j$ 的最长严格递增子序列的末尾元素的最小值,如果不存在长度为 $j$ 的最长严格递增子序列,对应的 $f$ 值无定义。在定义范围内,可以看出 $f$ 值是严格单调递增的,因为越长的子序列的末尾元素显然越大。

考虑当前的 $h[i]$

  • 若 $h[i] > f_{last}$ ,那么直接在 f 最后放 $h[i]$ 就行,
  • 否则,我们在 $f$ 中找出比 $h[i]$ 严格小的最大元素,把 $h[i]$ 放在它后面。

代码
#

class Solution {
    public int maxEnvelopes(int[][] envelopes) {
        Arrays.sort(envelopes, new Comparator<int[]>() {
            public int compare(int[] e1, int[] e2) {
                if(e1[0] == e2[0]) {
                    return e2[1] - e1[1]; 
                }
                return e1[0] - e2[0];
            }
        });

        int n = envelopes.length;
        List<Integer> f = new ArrayList<Integer>();
        f.add(envelopes[0][1]);
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            int num = envelopes[i][1];
            if (num > f.get(f.size() - 1)) {
                f.add(num);
            } else {
                int index = binarySearch(f, num);
                f.set(index, num);
            }
        }
        return f.size();
    }

    public int binarySearch(List<Integer> f, int target) {
        int low = 0, high = f.size() - 1;
        while (low < high) {
            int mid = (high - low) / 2 + low;
            if (f.get(mid) < target) {
                low = mid + 1;
            } else {
                high = mid;
            }
        }
        return low;
    }

}