最长递增子数组:从两个数组中构造非递减序列的最大连续长度

陌磊大大_8026

陌磊大大_8026

2026-09-23

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原创

最长递增子数组:从两个数组中构造非递减序列的最大连续长度

给定两个等长数组 a 和 b,需选取相同起止索引的连续子段 [i..j],对每个位置 k ∈ [i,j],可任选 a[k] 或 b[k] 构成新数组 c;要求 c 非递减,目标是最大化子段长度 j−i+1。

给定两个等长数组 a 和 b,需选取相同起止索引的连续子段 [i..j],对每个位置 k ∈ [i,j],可任选 a[k] 或 b[k] 构成新数组 c;要求 c 非递减,目标是最大化子段长度 j−i+1。

本题本质是带状态转移的动态规划问题:对每个位置 i,我们关心以 A[i] 或 B[i] 结尾的、能构成非递减序列的最长连续子数组长度。关键观察在于——由于必须选取连续下标(即子数组必须是原数组中一段连续区间),且在每个位置 k 只能选 A[k] 或 B[k],因此状态只需记录「以 A[i] 结尾」和「以 B[i] 结尾」的最长合法长度即可。

定义两个状态变量:

  • alen:以 A[i] 作为第 i 位元素时,能构成的最长非递减连续子数组长度;
  • blen:以 B[i] 作为第 i 位元素时,能构成的最长非递减连续子数组长度。

状态转移逻辑如下(从左到右遍历,i ≥ 1):

  • A[i] ≥ A[i−1],则可在以 A[i−1] 结尾的序列后接 A[i],长度为 alen_prev + 1
  • A[i] ≥ B[i−1],则可在以 B[i−1] 结尾的序列后接 A[i],长度为 blen_prev + 1
  • 同理,B[i] 可接在 A[i−1]B[i−1] 之后(只要满足 ≥ 条件);
  • 因此,a = max( (A[i]≥A[i−1] ? alen+1 : 0), (A[i]≥B[i−1] ? blen+1 : 0) ),但为避免初值干扰,统一初始化为 1(单元素总是合法),再按条件更新。

注意:每个位置至少可独立成长度为 1 的序列,故初始 alen = blen = 1(i=0 时),后续从 i=1 开始递推。

以下是完整、高效(时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1))的 Java 实现:

public int solve(int[] A, int[] B) {
    int n = A.length;
    if (n == 0) return 0;
    if (n == 1) return 1;

    int alen = 1, blen = 1; // 分别表示以 A[0]、B[0] 结尾的最长长度
    int result = 1;

    for (int i = 1; i = A[i-1]) a = Math.max(a, alen + 1);
        if (A[i] >= B[i-1]) a = Math.max(a, blen + 1);

        if (B[i] >= A[i-1]) b = Math.max(b, alen + 1);
        if (B[i] >= B[i-1]) b = Math.max(b, blen + 1);

        alen = a;
        blen = b;
        result = Math.max(result, Math.max(alen, blen));
    }

    return result;
}

正确性保障:该解法覆盖所有合法转移路径(每个位置仅依赖前一位置的两种状态),避免了贪心策略(如原始代码中重置 s=1 的盲目性)导致的局部最优陷阱。
⚠️ 注意事项

  • 数组为空或单元素需特判;
  • 比较使用 >=(因题目要求“非递减”,允许相等);
  • 不可交换 A/B 顺序或跳过某位置——子数组必须连续且索引对齐;
  • 本解法不构造实际数组 C,仅求最大长度,符合题目最终要求。

该方案将问题建模为 DAG 上的最长路径(顶点为 (i, choice),choice ∈ {A,B};边存在当且仅当值满足非递减),并利用索引天然拓扑序实现线性求解,是典型“状态压缩 + 线性 DP”的优雅应用。

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