نظرا ل راي آر[] ل الحجم ن المهمة هي العثور على أطول لاحقة بحيث الفرق المطلق بين العناصر المجاورة هو 1.
أمثلة:
مدخل: آر[] = [10 9 4 5 4 8 6]
الإخراج: 3
توضيح: التتابعات الثلاثة المحتملة للطول 3 هي [10 9 8] [4 5 4] و [4 5 6] حيث يكون للعناصر المتجاورة فرق مطلق قدره 1. لا يمكن تشكيل أي تتابع صالح بطول أكبر.
مدخل: آر[] = [1 2 3 4 5]
الإخراج: 5
توضيح: يمكن تضمين جميع العناصر في التسلسل اللاحق الصحيح.
استخدام العودية - O(2^n) الوقت وO(n) الفضاء
C++ل النهج العودي سوف ننظر حالتين في كل خطوة:
- إذا كان العنصر مستوفياً للشرط ( الفرق المطلق بين العناصر المتجاورة هو 1) نحن يشمل في وقت لاحق والانتقال إلى التالي عنصر.
- وإلا نحن يتخطى ال حاضِر العنصر والانتقال إلى العنصر التالي.
رياضيا علاقة التكرار سيبدو كما يلي:
سلسلة في ج
- الأطول Subseq(arr idx السابق) = الحد الأقصى(أطول Subseq(arr idx + 1 السابق) 1 + الأطول Subseq(arr idx + 1 idx))
الحالة الأساسية:
- متى idx == arr.size() لدينا وصل نهاية مجموعة ذلك العودة 0 (حيث لا يمكن تضمين المزيد من العناصر).
// C++ program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // recursion. #include using namespace std; int subseqHelper(int idx int prev vector<int>& arr) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx == arr.size()) { return 0; } // Skip the current element and move to the next index int noTake = subseqHelper(idx + 1 prev arr); // Take the current element if the condition is met int take = 0; if (prev == -1 || abs(arr[idx] - arr[prev]) == 1) { take = 1 + subseqHelper(idx + 1 idx arr); } // Return the maximum of the two options return max(take noTake); } // Function to find the longest subsequence int longestSubseq(vector<int>& arr) { // Start recursion from index 0 // with no previous element return subseqHelper(0 -1 arr); } int main() { vector<int> arr = {10 9 4 5 4 8 6}; cout << longestSubseq(arr); return 0; }
Java // Java program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // recursion. import java.util.ArrayList; class GfG { // Helper function to recursively find the subsequence static int subseqHelper(int idx int prev ArrayList<Integer> arr) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx == arr.size()) { return 0; } // Skip the current element and move to the next index int noTake = subseqHelper(idx + 1 prev arr); // Take the current element if the condition is met int take = 0; if (prev == -1 || Math.abs(arr.get(idx) - arr.get(prev)) == 1) { take = 1 + subseqHelper(idx + 1 idx arr); } // Return the maximum of the two options return Math.max(take noTake); } // Function to find the longest subsequence static int longestSubseq(ArrayList<Integer> arr) { // Start recursion from index 0 // with no previous element return subseqHelper(0 -1 arr); } public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>(); arr.add(10); arr.add(9); arr.add(4); arr.add(5); arr.add(4); arr.add(8); arr.add(6); System.out.println(longestSubseq(arr)); } }
Python # Python program to find the longest subsequence such that # the difference between adjacent elements is one using # recursion. def subseq_helper(idx prev arr): # Base case: if index reaches the end of the array if idx == len(arr): return 0 # Skip the current element and move to the next index no_take = subseq_helper(idx + 1 prev arr) # Take the current element if the condition is met take = 0 if prev == -1 or abs(arr[idx] - arr[prev]) == 1: take = 1 + subseq_helper(idx + 1 idx arr) # Return the maximum of the two options return max(take no_take) def longest_subseq(arr): # Start recursion from index 0 # with no previous element return subseq_helper(0 -1 arr) if __name__ == '__main__': arr = [10 9 4 5 4 8 6] print(longest_subseq(arr))
C# // C# program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // recursion. using System; using System.Collections.Generic; class GfG { // Helper function to recursively find the subsequence static int SubseqHelper(int idx int prev List<int> arr) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx == arr.Count) { return 0; } // Skip the current element and move to the next index int noTake = SubseqHelper(idx + 1 prev arr); // Take the current element if the condition is met int take = 0; if (prev == -1 || Math.Abs(arr[idx] - arr[prev]) == 1) { take = 1 + SubseqHelper(idx + 1 idx arr); } // Return the maximum of the two options return Math.Max(take noTake); } // Function to find the longest subsequence static int LongestSubseq(List<int> arr) { // Start recursion from index 0 // with no previous element return SubseqHelper(0 -1 arr); } static void Main(string[] args) { List<int> arr = new List<int> { 10 9 4 5 4 8 6 }; Console.WriteLine(LongestSubseq(arr)); } }
JavaScript // JavaScript program to find the longest subsequence // such that the difference between adjacent elements // is one using recursion. function subseqHelper(idx prev arr) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx === arr.length) { return 0; } // Skip the current element and move to the next index let noTake = subseqHelper(idx + 1 prev arr); // Take the current element if the condition is met let take = 0; if (prev === -1 || Math.abs(arr[idx] - arr[prev]) === 1) { take = 1 + subseqHelper(idx + 1 idx arr); } // Return the maximum of the two options return Math.max(take noTake); } function longestSubseq(arr) { // Start recursion from index 0 // with no previous element return subseqHelper(0 -1 arr); } const arr = [10 9 4 5 4 8 6]; console.log(longestSubseq(arr));
الإخراج
3
استخدام DP من أعلى إلى أسفل (Memoization ) - يا (ن ^ 2) الوقت و يا (ن ^ 2) فضاء
إذا لاحظنا بعناية يمكننا أن نلاحظ أن الحل العودي أعلاه يحمل الخاصيتين التاليتين: البرمجة الديناميكية :
1. البنية التحتية المثالية: الحل لإيجاد أطول متتالية فرعية بحيث يكون اختلاف بين العناصر المتجاورة يمكن استخلاصها من الحلول المثلى للمشكلات الفرعية الأصغر. على وجه التحديد لأي معين معرف (الفهرس الحالي) و السابق (الفهرس السابق في اللاحقة) يمكننا التعبير عن العلاقة العودية على النحو التالي:
- subseqHelper(idx prev) = max(subseqHelper(idx + 1 prev) 1 + subseqHelper(idx + 1 idx))
2. المشاكل الفرعية المتداخلة: عند تنفيذ أ العودية نهج لحل المشكلة نلاحظ أن العديد من المشاكل الفرعية يتم حسابها عدة مرات. على سبيل المثال عند الحوسبة المساعد الفرعي(0 -1) لمصفوفة آر = [10 9 4 5] المشكلة الفرعية المساعد الفرعي(2 -1) يمكن حسابها عديد مرات. لتجنب هذا التكرار نستخدم الحفظ لتخزين نتائج المسائل الفرعية المحسوبة مسبقًا.
الحل العودي ينطوي على اثنين حدود:
- معرف (الفهرس الحالي في المصفوفة).
- السابق (فهرس العنصر الأخير المدرج في التسلسل اللاحق).
نحن بحاجة إلى تتبع كلا المعلمتين لذلك نقوم بإنشاء مذكرة صفيف ثنائية الأبعاد ل الحجم (ن) × (ن+1) . نقوم بتهيئة مذكرة صفيف ثنائية الأبعاد مع -1 للإشارة إلى أنه لم يتم حساب أي مشاكل فرعية حتى الآن. قبل حساب النتيجة، نتحقق مما إذا كانت القيمة عند مذكرة[idx][السابق+1] هو -1. إذا كان الأمر كذلك فإننا نحسب و محل النتيجة. وإلا فإننا نعيد النتيجة المخزنة.
C++// C++ program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // recursion with memoization. #include using namespace std; // Helper function to recursively find the subsequence int subseqHelper(int idx int prev vector<int>& arr vector<vector<int>>& memo) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx == arr.size()) { return 0; } // Check if the result is already computed if (memo[idx][prev + 1] != -1) { return memo[idx][prev + 1]; } // Skip the current element and move to the next index int noTake = subseqHelper(idx + 1 prev arr memo); // Take the current element if the condition is met int take = 0; if (prev == -1 || abs(arr[idx] - arr[prev]) == 1) { take = 1 + subseqHelper(idx + 1 idx arr memo); } // Store the result in the memo table return memo[idx][prev + 1] = max(take noTake); } // Function to find the longest subsequence int longestSubseq(vector<int>& arr) { int n = arr.size(); // Create a memoization table initialized to -1 vector<vector<int>> memo(n vector<int>(n + 1 -1)); // Start recursion from index 0 with no previous element return subseqHelper(0 -1 arr memo); } int main() { // Input array of integers vector<int> arr = {10 9 4 5 4 8 6}; cout << longestSubseq(arr); return 0; }
Java // Java program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // recursion with memoization. import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; class GfG { // Helper function to recursively find the subsequence static int subseqHelper(int idx int prev ArrayList<Integer> arr int[][] memo) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx == arr.size()) { return 0; } // Check if the result is already computed if (memo[idx][prev + 1] != -1) { return memo[idx][prev + 1]; } // Skip the current element and move to the next index int noTake = subseqHelper(idx + 1 prev arr memo); // Take the current element if the condition is met int take = 0; if (prev == -1 || Math.abs(arr.get(idx) - arr.get(prev)) == 1) { take = 1 + subseqHelper(idx + 1 idx arr memo); } // Store the result in the memo table memo[idx][prev + 1] = Math.max(take noTake); // Return the stored result return memo[idx][prev + 1]; } // Function to find the longest subsequence static int longestSubseq(ArrayList<Integer> arr) { int n = arr.size(); // Create a memoization table initialized to -1 int[][] memo = new int[n][n + 1]; for (int[] row : memo) { Arrays.fill(row -1); } // Start recursion from index 0 // with no previous element return subseqHelper(0 -1 arr memo); } public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>(); arr.add(10); arr.add(9); arr.add(4); arr.add(5); arr.add(4); arr.add(8); arr.add(6); System.out.println(longestSubseq(arr)); } }
Python # Python program to find the longest subsequence such that # the difference between adjacent elements is one using # recursion with memoization. def subseq_helper(idx prev arr memo): # Base case: if index reaches the end of the array if idx == len(arr): return 0 # Check if the result is already computed if memo[idx][prev + 1] != -1: return memo[idx][prev + 1] # Skip the current element and move to the next index no_take = subseq_helper(idx + 1 prev arr memo) # Take the current element if the condition is met take = 0 if prev == -1 or abs(arr[idx] - arr[prev]) == 1: take = 1 + subseq_helper(idx + 1 idx arr memo) # Store the result in the memo table memo[idx][prev + 1] = max(take no_take) # Return the stored result return memo[idx][prev + 1] def longest_subseq(arr): n = len(arr) # Create a memoization table initialized to -1 memo = [[-1 for _ in range(n + 1)] for _ in range(n)] # Start recursion from index 0 with # no previous element return subseq_helper(0 -1 arr memo) if __name__ == '__main__': arr = [10 9 4 5 4 8 6] print(longest_subseq(arr))
C# // C# program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // recursion with memoization. using System; using System.Collections.Generic; class GfG { // Helper function to recursively find the subsequence static int SubseqHelper(int idx int prev List<int> arr int[] memo) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx == arr.Count) { return 0; } // Check if the result is already computed if (memo[idx prev + 1] != -1) { return memo[idx prev + 1]; } // Skip the current element and move to the next index int noTake = SubseqHelper(idx + 1 prev arr memo); // Take the current element if the condition is met int take = 0; if (prev == -1 || Math.Abs(arr[idx] - arr[prev]) == 1) { take = 1 + SubseqHelper(idx + 1 idx arr memo); } // Store the result in the memoization table memo[idx prev + 1] = Math.Max(take noTake); // Return the stored result return memo[idx prev + 1]; } // Function to find the longest subsequence static int LongestSubseq(List<int> arr) { int n = arr.Count; // Create a memoization table initialized to -1 int[] memo = new int[n n + 1]; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j <= n; j++) { memo[i j] = -1; } } // Start recursion from index 0 with no previous element return SubseqHelper(0 -1 arr memo); } static void Main(string[] args) { List<int> arr = new List<int> { 10 9 4 5 4 8 6 }; Console.WriteLine(LongestSubseq(arr)); } }
JavaScript // JavaScript program to find the longest subsequence // such that the difference between adjacent elements // is one using recursion with memoization. function subseqHelper(idx prev arr memo) { // Base case: if index reaches the end of the array if (idx === arr.length) { return 0; } // Check if the result is already computed if (memo[idx][prev + 1] !== -1) { return memo[idx][prev + 1]; } // Skip the current element and move to the next index let noTake = subseqHelper(idx + 1 prev arr memo); // Take the current element if the condition is met let take = 0; if (prev === -1 || Math.abs(arr[idx] - arr[prev]) === 1) { take = 1 + subseqHelper(idx + 1 idx arr memo); } // Store the result in the memoization table memo[idx][prev + 1] = Math.max(take noTake); // Return the stored result return memo[idx][prev + 1]; } function longestSubseq(arr) { let n = arr.length; // Create a memoization table initialized to -1 let memo = Array.from({ length: n } () => Array(n + 1).fill(-1)); // Start recursion from index 0 with no previous element return subseqHelper(0 -1 arr memo); } const arr = [10 9 4 5 4 8 6]; console.log(longestSubseq(arr));
الإخراج
3
استخدام DP من أسفل إلى أعلى (التبويب) - على) الوقت و على) فضاء
النهج مشابه ل العودية الطريقة ولكن بدلاً من تحليل المشكلة بشكل متكرر، نقوم ببناء الحل بشكل متكرر في بطريقة من أسفل إلى أعلى.
بدلاً من استخدام العودية نستخدم أ hashmap جدول البرمجة الديناميكية على أساس (موانئ دبي) لتخزين أطوال من أطول التبعات. وهذا يساعدنا على حساب وتحديث الملف بكفاءة التبعية أطوال لجميع القيم الممكنة لعناصر المصفوفة.
C++علاقة البرمجة الديناميكية:
موانئ دبي [س] يمثل طول لأطول متتالية تنتهي بالعنصر x.
لكل عنصر وصول [i] في المصفوفة: إذا آر [أنا] + 1 أو آر[i] - 1 موجود في موانئ دبي:
- dp[arr[i]] = 1 + max(dp[arr[i] + 1] dp[arr[i] - 1]);
هذا يعني أنه يمكننا تمديد المتتابعات التي تنتهي بـ آر [أنا] + 1 أو آر[i] - 1 بواسطة مشتمل آر [أنا].
وإلا ابدأ بتسلسل جديد:
- dp[arr[i]] = 1;
// C++ program to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements is one using // Tabulation. #include using namespace std; int longestSubseq(vector<int>& arr) { int n = arr.size(); // Base case: if the array has only // one element if (n == 1) { return 1; } // Map to store the length of the longest subsequence unordered_map<int int> dp; int ans = 1; // Loop through the array to fill the map // with subsequence lengths for (int i = 0; i < n; ++i) { // Check if the current element is adjacent // to another subsequence if (dp.count(arr[i] + 1) > 0 || dp.count(arr[i] - 1) > 0) { dp[arr[i]] = 1 + max(dp[arr[i] + 1] dp[arr[i] - 1]); } else { dp[arr[i]] = 1; } // Update the result with the maximum // subsequence length ans = max(ans dp[arr[i]]); } return ans; } int main() { vector<int> arr = {10 9 4 5 4 8 6}; cout << longestSubseq(arr); return 0; }
Java // Java code to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements // is one using Tabulation. import java.util.HashMap; import java.util.ArrayList; class GfG { static int longestSubseq(ArrayList<Integer> arr) { int n = arr.size(); // Base case: if the array has only one element if (n == 1) { return 1; } // Map to store the length of the longest subsequence HashMap<Integer Integer> dp = new HashMap<>(); int ans = 1; // Loop through the array to fill the map // with subsequence lengths for (int i = 0; i < n; ++i) { // Check if the current element is adjacent // to another subsequence if (dp.containsKey(arr.get(i) + 1) || dp.containsKey(arr.get(i) - 1)) { dp.put(arr.get(i) 1 + Math.max(dp.getOrDefault(arr.get(i) + 1 0) dp.getOrDefault(arr.get(i) - 1 0))); } else { dp.put(arr.get(i) 1); } // Update the result with the maximum // subsequence length ans = Math.max(ans dp.get(arr.get(i))); } return ans; } public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>(); arr.add(10); arr.add(9); arr.add(4); arr.add(5); arr.add(4); arr.add(8); arr.add(6); System.out.println(longestSubseq(arr)); } }
Python # Python code to find the longest subsequence such that # the difference between adjacent elements is # one using Tabulation. def longestSubseq(arr): n = len(arr) # Base case: if the array has only one element if n == 1: return 1 # Dictionary to store the length of the # longest subsequence dp = {} ans = 1 for i in range(n): # Check if the current element is adjacent to # another subsequence if arr[i] + 1 in dp or arr[i] - 1 in dp: dp[arr[i]] = 1 + max(dp.get(arr[i] + 1 0) dp.get(arr[i] - 1 0)) else: dp[arr[i]] = 1 # Update the result with the maximum # subsequence length ans = max(ans dp[arr[i]]) return ans if __name__ == '__main__': arr = [10 9 4 5 4 8 6] print(longestSubseq(arr))
C# // C# code to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements // is one using Tabulation. using System; using System.Collections.Generic; class GfG { static int longestSubseq(List<int> arr) { int n = arr.Count; // Base case: if the array has only one element if (n == 1) { return 1; } // Map to store the length of the longest subsequence Dictionary<int int> dp = new Dictionary<int int>(); int ans = 1; // Loop through the array to fill the map with // subsequence lengths for (int i = 0; i < n; ++i) { // Check if the current element is adjacent to // another subsequence if (dp.ContainsKey(arr[i] + 1) || dp.ContainsKey(arr[i] - 1)) { dp[arr[i]] = 1 + Math.Max(dp.GetValueOrDefault(arr[i] + 1 0) dp.GetValueOrDefault(arr[i] - 1 0)); } else { dp[arr[i]] = 1; } // Update the result with the maximum // subsequence length ans = Math.Max(ans dp[arr[i]]); } return ans; } static void Main(string[] args) { List<int> arr = new List<int> { 10 9 4 5 4 8 6 }; Console.WriteLine(longestSubseq(arr)); } }
JavaScript // Function to find the longest subsequence such that // the difference between adjacent elements // is one using Tabulation. function longestSubseq(arr) { const n = arr.length; // Base case: if the array has only one element if (n === 1) { return 1; } // Object to store the length of the // longest subsequence let dp = {}; let ans = 1; // Loop through the array to fill the object // with subsequence lengths for (let i = 0; i < n; i++) { // Check if the current element is adjacent to // another subsequence if ((arr[i] + 1) in dp || (arr[i] - 1) in dp) { dp[arr[i]] = 1 + Math.max(dp[arr[i] + 1] || 0 dp[arr[i] - 1] || 0); } else { dp[arr[i]] = 1; } // Update the result with the maximum // subsequence length ans = Math.max(ans dp[arr[i]]); } return ans; } const arr = [10 9 4 5 4 8 6]; console.log(longestSubseq(arr));
الإخراج
3إنشاء اختبار