300. 最长上升子序列 + 354. 俄罗斯套娃信封问题
作者：互联网
题目:
链接：https://leetcode-cn.com/problems/russian-doll-envelopes/
给定一些标记了宽度和高度的信封，宽度和高度以整数对形式 (w, h) 出现。当另一个信封的宽度和高度都比这个信封大的时候，这个信封就可以放进另一个信封里，如同俄罗斯套娃一样。
请计算最多能有多少个信封能组成一组“俄罗斯套娃”信封（即可以把一个信封放到另一个信封里面）。
说明:
不允许旋转信封。
示例:
输入: envelopes = [[5,4],[6,4],[6,7],[2,3]]
输出: 3
解释: 最多信封的个数为 3, 组合为: [2,3] => [5,4] => [6,7]。
解答：
这道题是最长递增子序列（LIS）的变形。
所以先看下最长递增子序列的解法：
题目：
链接：https://leetcode-cn.com/problems/longest-increasing-subsequence/
给定一个无序的整数数组，找到其中最长上升子序列的长度。
示例:
输入: [10,9,2,5,3,7,101,18]
输出: 4
解释: 最长的上升子序列是 [2,3,7,101]，它的长度是 4。
说明:
可能会有多种最长上升子序列的组合，你只需要输出对应的长度即可。
你算法的时间复杂度应该为 O(n2) 。
进阶: 你能将算法的时间复杂度降低到 O(n log n) 吗?
解法：
子序列是指保持数组中原有顺序的不连续的元素序列，子串是额外满足连续性质的子序列。这两个的区别要搞清楚。
方法1：
如果前面一个元素的最长上升子序列长度为L，后面有个元素比该元素大，那就可以插到前面序列末尾。很显然要动态规划来计算。
建立dp数组，dp[i]表示截止到索引为i的元素，其最长上升子序列的长度。
对于每个索引i，遍历其前面0~i-1的所有元素j，如果有nums[j]<nums[i]，那就可以把i插到j的子序列末尾。取所有j中子序列最长的那个。
代码：
1 class Solution {
2 public:
3 int lengthOfLIS(vector<int>& nums) {
4 int n=nums.size();
5 if(n==0){return 0;}
6 vector<int> dp(n,0);
7 vector<int> tail(n,0);
8 dp[0]=1;
9 int res=1;
10 for(int i=1;i<n;++i){
11 dp[i]=1;
12 int mx=i;
13 for(int j=0;j<i;++j){
14 if(nums[i]>nums[j] and dp[j]>=dp[mx]){
15 mx=j;
16 }
17 }
18 dp[i]+=mx!=i?dp[mx]:0;
19 res=max(res,dp[i]);
20 }22 return res;
23 }
24 };
该算法时间为O(n^2)，因为两个for循环。
进阶的nlogn方法：
保存一个数组，存储当前的最长子序列。
之后每遇到一个元素nums[i]，如果大于序列尾部，那直接放到序列尾部。
如果小于等于尾部，那么利用二分法查找nums[i]应该插入的位置，并插入。
如之前有2，4，6，9序列，现在遍历到元素5。那我们把6替换为5，新序列为2，4，5，9。
简单解释一下：这里是利用贪心，即越小的尾部元素，后面能构成更长的最长子序列的可能性就越大。比如2，4，5和2，4，6，我们显然要取2，4，5。这样可能后面有个元素6，就可以构成2，4，5，6。
所以严格来说，数组中存储的并不是严格的到目前为止的LIS，但长度确实是我们目前能找到的最长连续子序列长度。
或者你还可以这么考虑：
数组第i位存的的长度为i+1的最长子序列的最小末尾元素。
比如原始数组为：10，9，2，5，3，7，101，18，4，8，6，12。
我们递推一遍我们的结果数组：
10
9 因为9比10小，替换了10
2 2替换9
2，5 5比2大，可以构成长度为2的LIS
2，3 3比5小，替换了5。或者也可以理解为长度为2的LIS的末尾元素是3
2，3，7 7比3大，构成长度为3的LIS
2，3，7，101 101比7大，构成长度为4的LIS
2，3，7，18 18替换101
2，3，4，18 4替换7
2，3，4，8
2，3，4，6
2，3，4，6，12
所以还是这样理解这个数组吧：第i位存储长度为i+1的LIS的最小末尾元素。
下面代码中利用了lower_bound函数，自己写二分法也可以。
1 class Solution {
2 public:
3 int lengthOfLIS(vector<int>& nums)
4 {
5 vector<int> res;
6 for(auto& num:nums)
7 {
8 if(res.empty() or res.back()<num)
9 {
10 res.push_back(num);
11 }
12 else{
13 *lower_bound(res.begin(),res.end(),num)=num;
14 }
15 }
16 return res.size();
17 }
18 };
下面回到354题，
先按宽度排序，这样至少可以保证排在前面的不可能可以套在后面的外面。然后就调用LIS的方法1。
按照LIS的方法1：
1 class Solution {
2 public:
3 int maxEnvelopes(vector<vector<int>>& envelopes) {
4 int n=envelopes.size();
5 if(n==0)
6 return 0;
7 sort(envelopes.begin(),envelopes.end(),[](vector<int>& a,vector<int>& b){
8 return a[0]<b[0];
9 });
10 vector<int> dp(n,1);
11 int res=1;
12 for(int i=1;i<n;++i){
13 int mx=i;
14 for(int j=0;j<i;++j){
15 if(envelopes[j][0]<envelopes[i][0] and envelopes[j][1]<envelopes[i][1]){
16 mx=dp[j]>=dp[mx]?j:mx;
17 }
18 }
19 dp[i]+=mx!=i?dp[mx]:0;
20 res=max(res,dp[i]);
21 }
22 return res;
23 }
24 };
按照LIS的方法2：
这种方法必须数组是有序的。但我们目前只有宽度有序，高度无序怎么办。
因为我们题目要求是宽高都大一号才能套娃，宽满足大一号的条件，但是高相等也是套不了娃的。
每个具体宽值的所有娃娃中，我们最多取一个。如：(1,2),(1,3),(1,4)，宽都为1，但我们最多取其中一个。
所以考虑在宽度小到大排序的基础上，将高度大到小排序。并且我们的数组vec只保存高度。
即vec[i]指示的是：套了i+1层的娃娃中，可以套娃的最小高度。
比如初始数据 envelopes = [[5,4],[6,4],[6,7],[2,3]]
先排序为【2，3】【5，4】【6，4】【6，7】
递推一下vec：
3 表示目前套了一层娃娃，最小高度为3
3，4 目前套了两层娃娃，高度分别是3，4
3，4 由于【6，4】的4不大于数组末尾，所以套不了娃
3，4，7 可以套三层娃娃
最终选取的娃娃依次为：(1,2)，(2,3)，(3,4)，(4,7)，这恰好是我们想要的结果。
1 class Solution {
2 public:
3 int maxEnvelopes(vector<vector<int>>& envelopes) {
4 if(envelopes.size()==0)
5 return 0;
6 sort(envelopes.begin(),envelopes.end(),[](vector<int>& a,vector<int>& b){
7 return a[0]==b[0]?a[1]>b[1]:a[0]<b[0];
8 });
9 //将宽度升序排序，宽度一样的，高度降序排序
10 //也可以高度升序排序，高度一样的，宽度降序排序
11 vector<int>vec;
12 for(auto &num:envelopes){
13 if(vec.empty() or num[1]>vec.back())
14 //num[1]>vec.back()说明遍历到了下一个宽值了，因为同一宽值的娃娃高度是递减的
15 vec.push_back(num[1]);
16 else *lower_bound(vec.begin(), vec.end(), num[1])=num[1];
17 }
18 return vec.size();
19 }
20 };
标签：vector,套娃,300,res,354,vec,envelopes,序列,dp 来源： https://www.cnblogs.com/FdWzy/p/12358125.html