张芷铭的个人博客

子集

这个问题是经典的计算几何问题中的一个变体,也与动态规划有关。题目要求在满足特定条件下,从给定的物品中挑选出尽可能多的物品。满足条件的是,对于任意两个物品 (i) 和 (j),要么 (x_i < x_j) 且 (y_i < y_j),要么 (x_i > x_j) 且 (y_i > y_j)。这实际上是要求我们找到一个最长的物品序列,这个序列要么完全按照 (x) 和 (y) 的升序排列,要么完全按照 (x) 和 (y) 的降序排列。

解题思路

  1. 排序和动态规划:首先,因为物品之间的比较是基于两个维度的,我们可以先按照其中一个维度(比如 (x))进行排序。排序后,问题就转化为在另一个维度((y))上寻找一个最长递增子序列(LIS)或最长递减子序列(LDS),这是因为对于任意两个物品 (i) 和 (j),如果 (x_i < x_j),那么我们只需要保证 (y_i < y_j) 就能满足条件;反之亦然。

  2. 最长递增子序列(LIS):LIS 问题可以通过动态规划解决,其时间复杂度为 (O(n^2));但是,使用基于二分查找的方法,我们可以将时间复杂度优化到 (O(n\log n))。

算法实现

基于上述思路,我们可以写出解决这个问题的算法。这里,我们直接采用优化的方法,即排序加上基于二分查找的 LIS 或 LDS 方法,以满足时间复杂度 (O(n\log n)) 的要求。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
def lis(sequence):
    """
    计算最长递增子序列的长度,使用二分查找方法。
    """
    tails = [0] * len(sequence)
    size = 0
    for x in sequence:
        i, j = 0, size
        while i != j:
            m = (i + j) // 2
            if tails[m] < x:
                i = m + 1
            else:
                j = m
        tails[i] = x
        size = max(i + 1, size)
    return size

def max_items(x, y):
    """
    根据题目要求进行排序并计算最长递增或递减子序列的长度。
    """
    items = sorted(zip(x, y))  # 按照 x 排序
    ys_sorted = [y for _, y in items]  # 获取排序后的 y 值
    return lis(ys_sorted)  # 计算并返回 LIS 的长度

def read_input():
    T = int(input().strip())  # 读取有几组数据
    data = []  # 用于存储所有组的数据
    for _ in range(T):
        n = int(input().strip())  # 读取每组数据的物品个数
        x = list(map(int, input().strip().split()))  # 读取每个物品的第一种属性
        y = list(map(int, input().strip().split()))  # 读取每个物品的第二种属性
        data.append((n, x, y))  # 将读取的数据添加到列表中
    return data

def process_data(data):
    """
    处理读取的数据
    """
    # 此处添加处理数据的代码,例如计算最长递增子序列等
    for n, x, y in data:
        # 使用之前定义的 max_items 函数处理每组数据
        print(max_items(x, y))

# 读取并处理输入
data = read_input()
process_data(data)

这段代码首先定义了一个 lis 函数,用于计算一个序列的最长递增子序列的长度。然后,max_items 函数接收物品的两个属性 (x) 和 (y),首先对物品按照 (x) 进行排序,然后提取出排序后的 (y) 值,最后调用 lis 函数计算最长递增子序列的长度,这个长度就是问题的答案。

💬 评论