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这是一个基于查找最大嵌套间隔集大小的问题。

有许多区间，每个区间由包含起点和终点 (si, ei) 的对定义。如果 i2 完全位于 i1 之内，则两个区间 i1 和 i2 称为嵌套。示例：- (2,6) 和 (3,4) 是嵌套的，因为 (3,4) 是 (2,6) 的一部分。类似地，如果 i2 位于 i1 内，i3 位于 i2 内，则 k 间隔 i1、i2、i3....ik 被称为嵌套，...依此类推。从给定的间隔中确定最大间隔集的大小，以便该集中的所有间隔都可以产生嵌套。

我是这样想的：-让我们举个例子-（0,7）（0,5）（1,21）（1,9）（2,8）（2,4）（3,20）（ 4,16) (5,15) (6,21) 对它进行排序，使得 a[i-1]<=a[i] && b[i-1]>=b[i] 比从第一个开始间隔我们开始一个链表..如果下一个间隔在一个间隔内，我们向下移动节点并遍历沿节点创建的图（主列表除外）..我们将最大级别节点的指针存储在此图中新的区间可以适合哪个..并在链表中进一步遍历以查看当前区间来自谁..最后我们有一个指向我们必须附加当前区间的节点的指针..并比较这个的级别具有我们已经拥有的最大级别的节点.....最大级别的最终值是最大嵌套间隔集的大小..

上述解决方案的复杂性可能是：- O(n(k+l) + nlogn)

我想这样很难得到它，但我别无选择......如果有人有任何其他算法来解决它..请发布，因为我的算法需要更长的时间来实现（涉及很多数据结构）。 .. 谢谢！！！

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编辑：这里发布了一些问题的解决方案，包括两个声称是 O(n lg n)。但是，我认为 O(n lg n) 解决方案不起作用。我在该页面上发表了评论，说明了原因。如果有人有 O(n lg n) 解决方案，我很想听听。

二次解

这个问题可以使用动态规划在 O(n^2) 时间内解决：

  1. 计算每个区间包含多少个区间（可以用两个嵌套循环来完成）
  2. 按包含区间数的升序对区间进行排序
  3. 使用递归MaxNestedIntervals来解决问题

*注意：步骤 1 可以使用此处的解决方案在 O(n lg n) 时间内完成：用于计算嵌套间隔的 Sub O(n^2) 算法？ 步骤 2 可以使用任何基于比较的最佳排序算法在 O(n lg n) 时间内完成。可能有一种方法可以优化第 3 步，但我还没有找到。

复发

MaxNestedIntervals(i) =
    max {j = 0 to i-1} :
        1 + MaxNestedIntervals(j)    if interval i contains interval j
        0                            if interval i doesn't contain interval j

基本情况

MaxNestedIntervals(i) =
    0    if interval i contains 0 intervals
    1    if interval i contains 1 interval

示例代码

import java.util.*;

public class MaxNestedIntervals {
    public static void main(String[] args) {
        Interval[] intervals = new Interval[10];
        intervals[0] = new Interval(0, 7);
        intervals[1] = new Interval(0, 5);
        intervals[2] = new Interval(1, 21);
        intervals[3] = new Interval(1, 9);
        intervals[4] = new Interval(2, 8);
        intervals[5] = new Interval(2, 4);
        intervals[6] = new Interval(3, 20);
        intervals[7] = new Interval(4,16);
        intervals[8] = new Interval(5,15);
        intervals[9] = new Interval(6,21);

        int n = intervals.length;
        AugmentedInterval[] augmentedIntervals = new AugmentedInterval[n];

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            augmentedIntervals[i] = new AugmentedInterval(intervals[i]);
        }

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            AugmentedInterval outerInterval = augmentedIntervals[i];

            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (i == j) {
                    continue;
                }

                AugmentedInterval innerInterval = augmentedIntervals[j];

                if (outerInterval.contains(innerInterval)) {
                    outerInterval.numContainedIntervals++;

                    if (outerInterval.childInterval == null) {
                        outerInterval.childInterval = innerInterval;
                    }
                }
            }
        }

        Arrays.sort(augmentedIntervals, new Comparator<AugmentedInterval>() {
            public int compare(AugmentedInterval i, AugmentedInterval j) {
                return i.numContainedIntervals - j.numContainedIntervals;
            }
        });

        int maxNestedIntervals = 0;
        AugmentedInterval parentInterval = null;

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            AugmentedInterval currentInterval = augmentedIntervals[i];

            if (currentInterval.numContainedIntervals == 0) {
                currentInterval.maxNestedIntervals = 0;
            } else if (currentInterval.numContainedIntervals == 1) {
                currentInterval.maxNestedIntervals = 1;
            } else {
                int maxNestedIntervalsForCurrentInterval = 0;

                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    AugmentedInterval candidateNestedInterval = augmentedIntervals[j];
                    int maxNestedIntervalsForCurrentCandidate = candidateNestedInterval.maxNestedIntervals + 1;

                    if (currentInterval.contains(candidateNestedInterval) && maxNestedIntervalsForCurrentCandidate >= maxNestedIntervalsForCurrentInterval) {
                        maxNestedIntervalsForCurrentInterval = maxNestedIntervalsForCurrentCandidate;
                        currentInterval.childInterval = candidateNestedInterval;
                    }
                }

                currentInterval.maxNestedIntervals = maxNestedIntervalsForCurrentInterval;

                if (maxNestedIntervalsForCurrentInterval >= maxNestedIntervals) {
                    maxNestedIntervals = maxNestedIntervalsForCurrentInterval;
                    parentInterval = currentInterval;
                }
            }
        }

        if (n == 0) {
            System.out.println("The largest set of nested intervals is the empty set.");
        } else if (maxNestedIntervals == 0) {
            System.out.println("The largest set of nested intervals has 1 interval.\n");
            System.out.println("That interval is:");
        } else {
            System.out.println("The largest set of nested intervals has " + (maxNestedIntervals + 1) + " intervals.\n");
            System.out.println("Those intervals are:");
        }

        for (AugmentedInterval currentInterval = parentInterval; currentInterval != null; currentInterval = currentInterval.childInterval) {
            System.out.println(currentInterval);
        }

        System.out.println();
    }

    private static class Interval implements Comparable<Interval> {
        public int start = 0;
        public int end = 0;

        public Interval(int start, int end) {
            this.start = start;
            this.end = end;
        }

        public int size() {
            return this.end - this.start;
        }

        public boolean contains(Interval other) {
            return (this.start <= other.start && this.end >= other.end);
        }

        public int compareTo(Interval other) {
            return this.size() - other.size();
        }

        public String toString() {
            return "[" + this.start + ", " + this.end + "]";
        }
    }

    private static class AugmentedInterval extends Interval {
        public int numContainedIntervals = 0;
        public int maxNestedIntervals = 0;
        public AugmentedInterval childInterval = null;

        public AugmentedInterval(Interval interval) {
            super(interval.start, interval.end);
        }
    }
}
于 2014-04-24T05:59:52.660 回答