求公共最長子序列

2021-07-25 05:31:34 字數 3158 閱讀 3424

最長公共子串行的問題常用於解決字串的相似度,是乙個非常實用的演算法,作為碼農,此演算法是我們的必備基本功。

二:概念

舉個例子,

cnblogs

這個字串中子序列有多少個呢?很顯然有2

7個,比如其中的cb,cgs等等都是其子序列,我們可以看出

子串行不見得一定是連續的,連續的那是子串。

在你找出的公共子串行中,你能找出最長的公共子串行嗎?

從圖中我們看到了最長公共子串行為blog,仔細想想我們可以發現其實最長公共子串行的個數不是唯一的,可能會有兩個以上,

但是長度一定是唯一的,比如這裡的最長公共子串行的長度為4。

三:解決方案

<1> 列舉法

這種方法是最簡單,也是最容易想到的,當然時間複雜度也是龜速的,我們可以分析一下,剛才也說過了cnblogs的子串行

個數有27個 ,延伸一下:乙個長度為n的字串,其子序列有2n個,每個子串行要在第二個長度為n的字串中去匹配,匹配一次

需要o(n)的時間,總共也就是o(n*2n),可以看出,時間複雜度為指數級,恐怖的令人窒息。

<2> 動態規劃

既然是經典的題目肯定是有優化空間的,並且解題方式是有固定流程的,這裡我們採用的是矩陣實現,也就是二維陣列。

第一步:先計算最長公共子串行的長度。

第二步:根據長度,然後通過回溯求出最長公共子串行。

現有兩個序列x=,y=,

設乙個c[i,j]: 儲存xi與yj的lcs的長度。

遞推方程為:

不知道大家看懂了沒?動態規劃的乙個重要性質特點就是解決「子問題重疊」的場景,可以有效的避免重複計算,根據上面的

公式其實可以發現c[i,j]一直儲存著當前(xi,yi)的最大子串行長度。

using system;

3 ", martix[str1.length, str2.length]);

19 20 console.read();

21 }

22 23 static void lcs(string str1, string str2)

24

42 else

43

50 }

51 }

52 }

53 }

54 }

圖大家可以自己畫一畫,**完全是根據上面的公式照搬過來的,長度的問題我們已經解決了,這次要解決輸出最長子序列的問題,

我們採用乙個標記函式flag[i,j],當

①:c[i,j]=c[i-1,j-1]+1  時 標記flag[i,j]="left_up";    (左上方箭頭)

②:c[i-1,j]>=c[i,j-1]   時 標記flag[i,j]="left";          (左箭頭)

③: c[i-1,j]例如:我輸入兩個序列x=acgbfhk,y=cegefkh。

using system;

2 4

28 29 static void lcs(string str1, string str2)

30

49 else

50

57 else

58

62 }

63 }

64 }

65 }

66 67 static void subsequence(int i, int j)

68 : 當前座標:(,)", str2[j - 1], i - 1, j - 1);

75 76 //左前方

由於直接繪圖很麻煩,嘿嘿,我就用手機拍了張:

好,我們再輸入兩個字串:

通過上面的兩張圖,我們來分析下它的時間複雜度和空間複雜度。

時間複雜度:構建矩陣我們花費了o(mn)的時間,回溯時我們花費了o(m+n)的時間,兩者相加最終我們花費了o(mn)的時間。

空間複雜度:構建矩陣我們花費了o(mn)的空間,標記函式也花費了o(mn)的空間,兩者相加最終我們花費了o(mn)的空間。

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