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📜  最长子序列的长度,使得相邻元素的异或不减少(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:10:37.646000             🧑  作者: Mango

最长子序列的长度,使得相邻元素的异或不减少

介绍

给定一个序列,要求找到其中的最长子序列,使得相邻元素的异或操作不减少。对于一个序列中的两个数 a 和 b,其异或操作定义为 a ^ b,即按位进行异或运算。

例如,对于序列 [3, 10, 2, 5, 7],其中的最长子序列为 [3, 10, 7],其相邻元素的异或操作为 3 ^ 10 = 9,10 ^ 7 = 13,都不会减少。

这个问题可以使用动态规划(DP)来解决。具体来说,可以定义一个 DP 数组 dp[i][j],表示以第 i 个元素结尾,长度为 j+1 的子序列的最长长度。注意这里的长度指的是位置数量,而不是元素数量。例如,[3, 10, 2, 5, 7] 中的 [3, 10] 长度为 2,但元素数量为 2。

转移方程可以表示为:

dp[i][j] = max(dp[k][j-1]+1), 
其中 k < i 且 dp[k][j-1] ^ a[i] > dp[i][j-1]

其中,dp[k][j-1]+1 表示以第 k 个位置结尾,长度为 j 的子序列的最长长度,再加上当前的这个位置,就得到了以第 i 个位置结尾,长度为 j+1 的子序列的最长长度。

需要满足的条件是,在满足 k < i 和 j > 0 的前提下,dp[k][j-1] ^ a[i] 要大于 dp[i][j-1],其中 a[i] 表示第 i 个位置上的数值。

最终的答案就是 dp[i][j] 中的最大值,其中 i 可以取到 0 到 n-1 的所有值,j 可以取到 0 到 k-1 的所有值,其中 k 是序列的长度。

示例代码
def longest_subsequence_with_xor_non_decreasing(a):
    n = len(a)
    dp = [[1] * n for _ in range(n)]  # 初始化为 1
    for i in range(1, n):
        for j in range(i):
            for k in range(j):
                if dp[k][j-1] ^ a[i] > dp[i][j-1]:
                    # 满足条件,更新 dp[i][j]
                    dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[k][j-1]+1)
    res = max([max(dp[i]) for i in range(n)])
    return res

注意,上面的代码中,为了方便,我们把 DP 数组初始化为 1,表示每个位置上的元素自成一个长度为 1 的子序列,这并不影响最终的计算结果。另外,该算法的时间复杂度是 O(n^3),具体来说,总共需要计算 n(n-1)(n-2)/6 次,因为共有 n(n-1)/2 个 dp[i][j] 的位置,对于每个 dp[i][j],需要枚举 j-1 个位置 k 做比较。