网络流24题6. 最长递增子序列问题
2017-03-03 10:47
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最长递增子序列问题
Description
给定正整数序列 x1,x2,x3,...,xn(1)计算其最长递增子序列的长度 s。
(2)计算从给定的序列中最多可取出多少个长度为 s 的递增子序列。
(3)如果允许在取出的序列中多次使用x1和xn,则从给定序列中最多可取出多少个长度为 s 的递增子序列。
Input
第 1 行有 1 个正整数 n,表示给定序列的长度。接下来的 1 行有 n 个正整数x1...xnOutput
第 1 行是最长递增子序列的长度 s。第 2 行是可取出的长度为 s 的递增子序列个数。第 3 行是允许在取出的序列中多次使用x1和xn时可取出的长度为 s 的递增子序列个数。题解
题面冠冕堂皇的说着什么最长递增子序列,数据竟给的是最长不上升子序列的,令人无语。第一问可以用最简单的O(n)的动态规划求出,fi为以xi结束的最长递增子序列长度,记最长递增子序列长度为k。
下面考虑建图,因为每个xi只能去一次,那么要限流,所以将每个xi拆成两个点ai和bi,从ai向bi连一条容量为1的边,就可以保证流过xi的流量最多为1。
然后从s点向每个fi=1的ai连一条容量为1的边,然后从每个fi=k的bi向t连一条容量为1的边。从满足⎧⎩⎨⎪⎪i<jxi<xjfi+1=fj的bi向aj连一条容量为1的边。这样,一条从s到t的可行流就是一个最长递增子序列,最大流即是答案。
对于第三问只需要将<a1,b1>,<an,bn>,<s,a1>,<bn,t>四条边的容量赋为inf,再算一遍最大流即可。
【建模分析】
上述建模方法是应用了一种分层图的思想,把图每个顶点i按照fi的不同分为了若干层,这样图中从S出发到T的任何一条路径都是一个满足条件的最长上升子序列。由于序列中每个点要不可重复地取出,需要把每个点拆分成两个点。单位网络的最大流就是增广路的条数,所以最大流量就是第二问结果。第三问特殊地要求x1和xn可以重复使用,只需取消这两个点相关边的流量限制,求网络最大流即可。
#include<cstdio> #include<cstring> #include<iostream> using namespace std; const int N = 1000 + 10, M = 2000000 + 10, inf = 0x3f3f3f3f; struct Edge{ int fr, to, cap, flow; }edg[M]; int hd , nxt[M]; int d , vis , q , dfn; int s, t; int n, ans, tot, k; int a , f ; int e1, e2, e3, e4; void insert(int u, int v, int w){ edg[tot].fr = u, edg[tot].to = v, edg[tot].cap = w; nxt[tot] = hd[u], hd[u] = tot; if(u == 1 && v == n + 1) e1 = tot; if(u == n && v == n + n) e2 = tot; if(u == s && v == 1) e3 = tot; if(u == n + n && v == t) e4 = tot; tot++; edg[tot].fr = v, edg[tot].to = u; nxt[tot] = hd[v], hd[v] = tot; tot++; } bool bfs(){ int head = 1, tail = 1; q[1] = s; vis[s] = ++dfn; d[s] = 0; while(head <= tail){ int u = q[head++]; for(int i = hd[u]; i >= 0; i = nxt[i]){ Edge &e = edg[i]; if(vis[e.to] == dfn || e.cap <= e.flow) continue; vis[e.to] = dfn; d[e.to] = d[u] + 1; q[++tail] = e.to; } } return vis[t] == dfn; } int dfs(int x, int a){ if(x == t || a == 0) return a; int flow = 0, f; for(int i = hd[x]; i >= 0; i = nxt[i]){ Edge &e = edg[i]; if(d[e.to] == d[x] + 1 && (f = dfs(e.to, min(a, e.cap - e.flow))) > 0){ flow += f; e.flow += f; edg[i^1].flow -= f; a -= f; if(a == 0) break; } } return flow; } void dp(){ for(int i = 1; i <= n; i++){ for(int j = 1; j < i; j++) if(a[j] <= a[i] && f[j] > f[i]) f[i] = f[j]; f[i]++; k = max(k, f[i]); } } void build(){ s = 0, t = n * 2 + 1; int tmp[5]; for(int i = 1; i <= n; i++){ insert(i, i + n, 1); if(f[i] == 1) insert(s, i, 1); if(f[i] == k) insert(i + n, t, 1); } for(int i = 1; i <= n; i++) for(int j = i + 1; j <= n; j++) if(a[i] <= a[j] && f[i] + 1 == f[j]) insert(i + n, j, 1); } void init(){ memset(hd, -1, sizeof(hd)); scanf("%d", &n); for(int i = 1; i <= n; i++) scanf("%d", &a[i]); } void work(){ dp(); printf("%d\n", k); build(); while(bfs()) ans += dfs(s, inf); printf("%d\n", ans); edg[e1].cap = edg[e2].cap = edg[e3].cap = edg[e4].cap = inf; while(bfs()) ans += dfs(s, inf); printf("%d\n", ans); } int main(){ init(); work(); return 0; }
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