動態規劃解最長公共子串行 LCS

2021-09-12 13:39:22 字數 2076 閱讀 3310

子串行形式化定義:

給定乙個序列x=,另乙個序列z=,若存在乙個嚴格遞增的x的下標序列對所有的1,2,3,...,k,都滿足x(ik)=zk,則稱z是x的子串行

比如z=是x=的子串行

公共子串行定義:

如果z既是x的子串行,又是y的子串行,則稱z為x和y的公共子串行

最長公共子串行(以下簡稱lcs):

2個序列的子串行中長度最長的那個

蠻力法求解最長公共子串行:

需要遍歷出所有的可能,時間複雜度是o(n³),太慢了

動態規劃求解最長公共子串行:

分析規律:

設x=,y=為兩個序列,z=是他們的任意公共子串行

經過分析,我們可以知道:

1、如果xm = yn,則zk = xm = yn 且 zk-1是xm-1和yn-1的乙個lcs

2、如果xm != yn 且 zk != xm,則z是xm-1和y的乙個lcs

3、如果xm != yn 且 zk != yn,則z是x和yn-1的乙個lcs

所以如果用乙個二維陣列c表示字串x和y中對應的前i,前j個字元的lcs的長度話,可以得到以下公式:

文字意思就是:

設p1表示x的前 i-1 個字元和y的前 j 個字元的lcs的長度

p2表示x的前 i 個字元和y的前 j-1 個字元的lcs的長度

p表示x的前 i-1 個字元和y的前 j-1 個字元的lcs的長度

p0表示x的前 i 個字元和y的前 j 個字元的lcs的長度

如果x的第 i 個字元和y的第 j 個字元相等,則p0 = p + 1

如果x的第 i 個字元和y的第 j 個字元不相等,則p0 = max(p1,p2)

做法:因此,我們只需要從c[0][0]開始填表,填到c[m-1][n-1],所得到的c[m-1][n-1]就是lcs的長度

但是,我們怎麼得到lcs本身而非lcs的長度呢?

也是用乙個二維陣列b來表示:

在對應字元相等的時候,用↖標記

在p1 >= p2的時候,用↑標記

在p1 < p2的時候,用←標記

偽**:

若想得到lcs,則再遍歷一次b陣列就好了,從最後乙個位置開始往前遍歷:

如果箭頭是↖,則代表這個字元是lcs的一員,存下來後 i-- , j--

如果箭頭是←,則代表這個字元不是lcs的一員,i--

如果箭頭是↑ ,也代表這個字元不是lcs的一員,j--

如此直到i = 0或者j = 0時停止,最後存下來的字元就是所有的lcs字元

比如說求abcbdab和bdcaba的lcs:

灰色且帶↖箭頭的部分即為所有的lcs的字元

下面演示下c陣列的填表過程:(以求abcb和bdca的lcs長度為例):

以此類推

最後填出的表為:

右下角的2即為lcs的長度

時間複雜度:

由於只需要填乙個m行n列的二維陣列,其中m代表第乙個字串長度,n代表第二個字串長度

所以時間複雜度為o(m*n)

**:#include

#include

#include

using namespace std;

void lcs(string s1,string s2)

else}}

for(int i=0;isame;                   //存lcs字元

stacksame1,same2;             //存lcs字元在字串1和字串2中對應的下標,方便顯示出來

for(int i = m-1,j = n-1;i >= 0 && j >= 0; )

else if(b[i][j] == 2)

i--;

else

j--;

}cout

cout<<' ';

}cout

cout<<' ';

}cout

cout

delete b;

}int main()

結果示例:

最長公共子串行LCS(動態規劃)

1.描述 給定兩個序列 x y 求x和y的乙個最長公共子串行。2.分析 設最長子序列 z 則 1 若 xm yn 則 zk xm yn,且z k 1 是 x m 1 和 y n 1 的最長公共子串行 2 若 xm yn 且 zk xm 則 z 是 x m 1 和 y 的最長公共子串行 3 若 xm ...

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