多重背包(dp专题)

题目大意：输入n,代表有n种数，接下来n个数代表n种数，再接下来n个数代表每种数有多少个，在输入K,代表用这些数要加成的和

问你是否能加为K，能输出yes，不能输出no

这是一个典型的多重背包问题，可以用dp来求解，。但是如何定义递推关系会影响到最终的复杂度，首先我们先看一下如下定义：

dp[i+1][j]；=用前i种数能否加成和为j

为了用前i种数加成j,也就需要能用前i-1种数字加成j,j-a[i],···,j-mi*a[i],中的某一种，由此我们可以定义如下递推关系

dp[i+1][j]=(0<=k<=mi,且k*a[i]<=j时，存在使dp[i][j-k*a[i]]为真的k;

看代码

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<cmath>
#include<math.h>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<queue>
typedef long long ll;
using namespace std;
const ll mod=1e9+;
#define INF 0x3f3f3f
bool dp[][];
int main()
{
    memset(dp,false,sizeof(dp));
    dp[][]=true;//赋初值
    int n,s;
    int a[],b[];
    cin>>n;
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
    for(int i=;i<n;i++)
        cin>>b[i];
    cin>>s;
   //for(int i=;i<n;i++)
     // cout<<a[i]<<' '<<b[i]<<endl;
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        for(int j=;j<=s;j++)
        {
            for(int k=;k<=b[i]&&k*a[i]<=j;k++)
            {
                dp[i+][j]|=dp[i][j-k*a[i]];//注意这里的或运算，代表有一个为真则为真
            }
        }
    }
   //for(int i=;i<=s;i++)
     //   cout<<dp[n][i]<<' ';
    if(dp[n][s])
        cout<<"yes"<<endl;
    else
        cout<<"no"<<endl;
    return ;
}

上面这个算法的复杂度是比较大，并不够好。一般用dp求取bool 结果的话会有不少浪费，同样的复杂度通常能获得更多的信息

在这个问题中，我们不光求出能否得到目标的和数，同时把得到时a[i]这个数还剩多少个计算出来，这样就可以减少复杂度

dp[i+][j]:=用前i种数加和得到j时，第i种数还剩多少个(不能加的情况为-1)

按照如上所述的递推关系，这样如果前i-1个数加能得到j的话，第i个数就可以留下b[i]个了,此外，前i种数加和出j-a[i]时第i种数还剩k(k>0)个的话

，用这i种数加和为j时就能剩k-1个了，由此我们可以得出如下递推式：

dp[i+1][j]=b[i]     (dp[i][j]>=0)

dp[i+1][j]=-1       (j<a[i]||dp[i_1][j-a[i]]<=0)

dp[i+1][j]=dp[i+1][j-a[i]]-1     (其它)

看代码

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<cmath>
#include<math.h>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<queue>
typedef long long ll;
using namespace std;
const ll mod=1e9+;
#define INF 0x3f3f3f
int dp[][];
int main()
{
    memset(dp,-,sizeof(dp));
    dp[][]=;//赋初值
    int n,s;
    int a[],b[];
    cin>>n;
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
    for(int i=;i<n;i++)
        cin>>b[i];
    cin>>s;
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        for(int j=;j<=s;j++)
        {
            if(dp[i][j]>=)
                dp[i+][j]=b[i];
            else if(j<a[i]||dp[i+][j-a[i]]<=)
                dp[i+][j]=-;
            else
                dp[i+][j]=dp[i+][j-a[i]]-;

        }
    }
    if(dp[n][s]>=)
        cout<<"yes"<<endl;
    else
        cout<<"no"<<endl;
    return ;
}

题目大意：有一个长度为n的序列，a[0],a[1]···a[n-1],请求出这个序列中最长的上升子序列的长度，上升子序列可以不连续，任意i<j,a[i]<a[j]

限制条件:1<=n<=1000   1<=a[i]<=1000000

首先我们建立递推关系

定义dp[i]=:以a[i]为末尾的最长上升子序列的长度

以a[i]为末尾的上升子序列是:

只包含a[i]的子序列

在满足j<i并且a[j]<a[i]的以a[j]为结尾的上升子序列追加上a[i]后得到的子序列

这二者之一。这样我们就能得到如下递推关系

dp[i]=max(1,dp[j]+1)  j<i并且a[j]<a[i]

使用这一递推公式可以在O(n^2)时间内解决问题

看代码

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<cmath>
#include<math.h>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<queue>
typedef long long ll;
using namespace std;
const ll mod=1e9+;
#define INF 0x3f3f3f
int main()
{
    int n,ans=;
    int a[];
    int dp[];
    memset(dp,,sizeof(dp));
    cin>>n;
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        dp[i]=;
        for(int j=;j<i;j++)
        {
            if(a[j]<a[i])
                dp[i]=max(dp[i],dp[j]+);
        }
        ans=max(ans,dp[i]);
    }
    cout<<ans<<endl;
    return ;
}

此外还可以定义其它的递推关系。前面我们利用do求取针对最末尾的元素的最长的子序列。如果子序列

长度相同，那么最末尾的元素较小的在之后会更加有优势，所以我们反过来用dp针对长度相同情况下最小

的末尾元素进行求解

dp[i]:=长度为i+1的上升子序列中末尾元素的最小值

最开始全部dp[i]的值都初始化为为INF。然后由前到后逐个考虑数组的元素，对于每个a[j],如果i=0或者dp[i-1]<a[j]的话,就用dp[i]=min(dp[i],a[j])进行更新。这里如果看不懂就自己拿抄稿本走一遍，就一清二楚了。最终找出使得dp[i]<INF的最大i+1就是结果了。这个dp直接实现的话，能够与

前面的方法一样在O(n^2)的时间内给出结果，但是这一算法还可以进一步优化。 首先dp数组里除了INF之外是单调递增的，所以可以知道对于

每一个a[j]最多只需要一次更新。对于这次更新在什么位子，不必逐个遍历，可以利用二分搜索，这样就可以在O(nlogn)的时间内求出结果

复杂度O(nlogn)

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<cmath>
#include<math.h>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<queue>
typedef long long ll;
using namespace std;
const ll mod=1e9+;
#define INF 0x3f3f3f
int main()
{
    int n;
    int a[];
    int dp[];
    cin>>n;
    fill(dp,dp+n,INF);
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
    for(int i=;i<n;i++)
    {
        *lower_bound(dp,dp+n,a[i])=a[i];
    }
    cout<<lower_bound(dp,dp+n,INF)-dp<<endl;
    return ;
}

上面代码中使用了lower_bound这个STL函数。这个函数从已排好序的序列a中利用二分搜索找出满足a[i]>=k的最小的a[i]的指针。