如何用二叉索引树(BIT)求一定长度的递增子序列的总数

How to find the total number of Increasing sub-sequences of certain length with Binary Index Tree(BIT)

提问人:Mostafiz Rahman 提问时间:2/25/2013 最后编辑:Mostafiz Rahman 更新时间:6/22/2016 访问量:5549

问:

如何使用二叉索引树(BIT)找到一定长度的递增子序列的总数?

实际上,这是 Spoj Online Judge 的问题

示例:
假设我有一个数组
1,2,2,10

长度为 3 的递增子序列是 和1,2,41,3,4

所以,答案是.2

算法 数据结构 序列 fenwick-tree binary-indexed-tree

评论


答:

10赞 IVlad 2/25/2013 #1

让:

dp[i, j] = number of increasing subsequences of length j that end at i

一个简单的解决方案是:O(n^2 * k)

for i = 1 to n do
  dp[i, 1] = 1

for i = 1 to n do
  for j = 1 to i - 1 do
    if array[i] > array[j]
      for p = 2 to k do
        dp[i, p] += dp[j, p - 1]

答案是.dp[1, k] + dp[2, k] + ... + dp[n, k]

现在,这可行,但对于给定的约束来说效率低下,因为可以达到 . 足够小,所以我们应该尝试找到一种方法来摆脱.n10000kn

让我们尝试另一种方法。我们还有 - 数组中值的上限。让我们尝试找到与此相关的算法。S

dp[i, j] = same as before
num[i] = how many subsequences that end with i (element, not index this time) 
         have a certain length

for i = 1 to n do
  dp[i, 1] = 1

for p = 2 to k do // for each length this time
  num = {0}

  for i = 2 to n do
    // note: dp[1, p > 1] = 0 

    // how many that end with the previous element
    // have length p - 1
    num[ array[i - 1] ] += dp[i - 1, p - 1]   

    // append the current element to all those smaller than it
    // that end an increasing subsequence of length p - 1,
    // creating an increasing subsequence of length p
    for j = 1 to array[i] - 1 do        
      dp[i, p] += num[j]

这很有复杂性,但我们可以很容易地将其简化。我们所需要的只是一个数据结构,让我们可以有效地对范围内的元素求和和更新:树、二进制索引树等。O(n * k * S)O(n * k * log S)

评论

0赞 Mostafiz Rahman 2/25/2013
O(n*n*k)方法肯定会超过时间限制 (TLE)。相反,我们应该使用 BIT 或 Segment Tree 来使其更快。
0赞 IVlad 2/25/2013
@mostafiz - 是的,这就是第二种方法的用途。
1赞 bicepjai 12/8/2014
“num[i] = 有多少个以 i 结尾的子序列(元素,这次不是索引)有一定的长度”是什么意思,如果我们在不同的索引下有相似的元素怎么办?
0赞 IVlad 12/9/2014
@bicepjai - 然后,当您到达每个更新时,您都会更新很多次。就像在伪代码中一样。num[i]
0赞 Siddharth Agrawal 10/2/2020
什么是K?你能详细说明一下吗?