C++如何求解最长递增子序列(LIS)并打印路径

梦丽大大_4018

梦丽大大_4018

2026-11-05

713人浏览

原创

用std::lower_bound求LIS长度为O(n log n),核心是维护tail数组存各长度递增子序列的最小末尾;还原路径需额外记录prev和tail_idx数组,从tail_idx末尾沿prev反向追踪并反转即得一条合法LIS。

c++如何求解最长递增子序列(lis)并打印路径

用 std::lower_bound 实现 O(n log n) LIS 长度计算

直接求长度不难,关键是避免 O(n²) 的朴素 DP。核心是维护一个「当前能构成的最短递增末尾数组」:tail[i] 表示长度为 i+1 的递增子序列中最小的末尾值。遍历每个数 x,用 std::lower_bound 找到第一个 ≥ x 的位置并替换——这保证了 tail 始终单调递增,且每步更新都保持最优性。

注意:这个过程只得到长度,tail 数组本身不是解路径,不能直接输出。

  • tail 初始为空,对每个 x,auto it = std::lower_bound(tail.begin(), tail.end(), x)
  • 若 it == tail.end(),则 tail.push_back(x);否则 *it = x
  • 最终 tail.size() 就是 LIS 长度

如何反向还原 LIS 路径(关键难点)

仅靠 tail 无法还原路径,必须在正向扫描时额外记录每个位置的「前驱索引」。常见错误是试图从 tail 逆推,但 tail 中的值可能来自不同原始位置,且被多次覆盖。

正确做法:开两个辅助数组:prev[i] 存位置 i 在 LIS 中的前一个元素下标,tail_idx[i] 存长度为 i+1 的子序列末尾在原数组中的真实下标。每次在 tail 中更新某个位置时,同步更新 tail_idx 和 prev:

  • 若插入新长度(it == tail.end()),则 prev[i] = tail_idx.back()(上一长度末尾)
  • 否则,prev[i] = tail_idx[it - tail.begin() - 1](前一长度末尾)
  • 同时更新 tail_idx[it - tail.begin()] = i

最后从 tail_idx.back() 开始,沿 prev 链表倒推即可得路径。

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

下载

完整可运行示例(含路径打印)

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream><p>std::vector<int> lis_with_path(const std::vector<int>& nums) {
if (nums.empty()) return {};</int></int></p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">int n = nums.size();
std::vector<int> tail, tail_idx, prev(n, -1);

for (int i = 0; i  0) {
            prev[i] = tail_idx[pos - 1];
        }
    }
}

// 反向构造路径
std::vector<int> path;
int cur = tail_idx.back();
while (cur != -1) {
    path.push_back(nums[cur]);
    cur = prev[cur];
}
std::reverse(path.begin(), path.end());
return path;</int></int>

}

// 使用示例 int main() { std::vector a = {10, 9, 2, 5, 3, 7, 101, 18}; auto res = lis_with_path(a); // 输出: 2 3 7 18 或 2 3 7 101(任一合法 LIS) for (int x : res) std::cout

容易被忽略的边界和细节

路径还原依赖 prev 和 tail_idx 的严格同步,漏掉一次赋值就会断链。特别注意:

  • 当 tail 长度为 1 时,prev[i] 应保持为 -1(无前驱),不能误设
  • std::lower_bound 是找「≥」,若需严格递增(不允许相等),应改用 std::upper_bound 并配合调整逻辑
  • 输入含重复值时,LIS 定义决定行为——标准 LIS 要求严格递增,所以 [2,2] 的 LIS 长度是 1,不是 2
  • 还原路径时,tail_idx 存的是下标而非值,错当成值会导致越界或乱序

路径不唯一,算法输出的是按最后出现位置构造的一条可行解,不保证字典序最小或最大。

C++免费学习笔记(深入):立即使用
在学习笔记中,你将探索 C++ 的入门与实战技巧!

相关文章

全能打印神器
全能打印神器

全能打印神器是一款非常好用的打印软件,可以在电脑、手机、平板电脑等设备上使用。支持无线打印和云打印,操作非常简单,使用起来也非常方便,有需要的小伙伴快来保存下载体验吧!

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
c++和c语言的区别有哪些
c++和c语言的区别有哪些

c++和c语言的区别:1、面向对象编程(OOP)支持不同;2、新增特性不同;3、标准库不同;4、编译方式不同;5、命名空间不同等等。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

2288

9

c++和python学习顺序推荐
c++和python学习顺序推荐

一般建议先学习C++,再学习Python,因为这样可以逐步从较为底层的编程语言向更高级的语言过渡。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

1039

6

python和c++学习性价比分析
python和c++学习性价比分析

Python易于学习,广泛应用于Web开发、数据科学和人工智能等领域,但性能较低。C语言性能高,适用于对性能要求较高的场景,如游戏开发和系统编程,但学习曲线陡峭,错误处理复杂。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

447

5

c语言和c++一样吗
c语言和c++一样吗

c语言和c++是两种不同的编程语言,虽然有相似之处,但存在显著差异。c语言专注于过程式编程和系统级开发,以简洁、高效著称。c++作为c语言的超集,引入了面向对象编程,增强了代码组织和管理能力,但学习曲线也更陡峭。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

347

5

c语言和c++先学哪个好
c语言和c++先学哪个好

初学者选择学习c语言还是c++语言,需要根据个人学习目标、背景以及编程兴趣和预期应用方向来决定。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

426

5

c语言和c++的区别和联系
c语言和c++的区别和联系

c语言和c++是计算机科学领域应用广泛的编程语言。虽然它们有着相似的基础,但它们在语言类型、语法功能和内存管理方面存在着显著差异。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

600

5

c++软件中文更改教程
c++软件中文更改教程

对于 ide,可通过打开设置,找到语言设置,选择中文,并保存更改。对于非 ide 应用程序,可查找设置或选项,选择语言设置,更改为中文,并保存更改。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.21

1429

9

python和java和c++学习性价比分析
python和java和c++学习性价比分析

Python以其易学性、丰富的库和活跃的社区而著称,适合数据科学、人工智能和Web开发。Java以其跨平台性、企业级应用开发和Android应用开发而闻名。C++以其底层控制能力、高效性能和游戏开发而著称。选择哪种语言取决于个人兴趣、职业方向和特定需求。想了解更多python和java和c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.22

1237

7

c++和c语言学习顺序推荐
c++和c语言学习顺序推荐

对于初学者,建议先学习C语言,掌握编程基础后再转入C++,便于理解面向对象编程概念。有编程经验者可直接学习C++,快速接触高级编程技术。想了解更多c++和c语言的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.25

1325

9

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0人学习