2021-12-30 1143. 最长公共子序列(动态规划)

2024-03-10 20:48

本文主要是介绍2021-12-30 1143. 最长公共子序列(动态规划),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

注:

题目:
给定两个字符串 text1 和 text2,返回这两个字符串的最长 公共子序列 的长度。如果不存在 公共子序列 ,返回 0 。

一个字符串的 子序列 是指这样一个新的字符串:它是由原字符串在不改变字符的相对顺序的情况下删除某些字符(也可以不删除任何字符)后组成的新字符串。

例如,“ace” 是 “abcde” 的子序列,但 “aec” 不是 “abcde” 的子序列。
两个字符串的 公共子序列 是这两个字符串所共同拥有的子序列。

示例 1:
输入:text1 = “abcde”, text2 = “ace”
输出:3
解释:最长公共子序列是 “ace” ,它的长度为 3 。
示例 2:
输入:text1 = “abc”, text2 = “abc”
输出:3
解释:最长公共子序列是 “abc” ,它的长度为 3 。
示例 3:
输入:text1 = “abc”, text2 = “def”
输出:0
解释:两个字符串没有公共子序列,返回 0 。

提示:
1 <= text1.length, text2.length <= 1000
text1 和 text2 仅由小写英文字符组成。

题解:
本题和动态规划:718. 最长重复子数组 (opens new window)区别在于这里不要求是连续的了,但要有相对顺序,即:“ace” 是 “abcde” 的子序列,但 “aec” 不是 “abcde” 的子序列。

确定dp数组(dp table)以及下标的含义
dp[i][j]:长度为[0, i - 1]的字符串text1与长度为[0, j - 1]的字符串text2的最长公共子序列为dp[i][j]

有同学会问:为什么要定义长度为[0, i - 1]的字符串text1,定义为长度为[0, i]的字符串text1不香么?

这样定义是为了后面代码实现方便,如果非要定义为为长度为[0, i]的字符串text1也可以,大家可以试一试!

确定递推公式
主要就是两大情况: text1[i - 1] 与 text2[j - 1]相同,text1[i - 1] 与 text2[j - 1]不相同

如果text1[i - 1] 与 text2[j - 1]相同,那么找到了一个公共元素,所以dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

如果text1[i - 1] 与 text2[j - 1]不相同,那就看看text1[0, i - 2]与text2[0, j - 1]的最长公共子序列 和 text1[0, i - 1]与text2[0, j - 2]的最长公共子序列,取最大的。即dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]);

dp数组如何初始化
先看看dp[i][0]应该是多少呢?

test1[0, i-1]和空串的最长公共子序列自然是0,所以dp[i][0] = 0;

同理dp[0][j]也是0。

其他下标都是随着递推公式逐步覆盖,初始为多少都可以,那么就统一初始为0。

确定遍历顺序
从递推公式,可以看出,有三个方向可以推出dp[i][j],如图:

143.最长公共子序列

那么为了在递推的过程中,这三个方向都是经过计算的数值,所以要从前向后,从上到下来遍历这个矩阵。

复杂度分析
时间复杂度:O(mn),其中 m 和 n 分别是字符串 text1 和 text2 的长度。二维数组 dp 有 m+1 行和 n+1 列,需要对 dp 中的每个元素进行计算。

空间复杂度:O(mn),其中 m 和 n 分别是字符串 text1 和 text2 的长度。创建了 m+1 行 n+1 列的二维数组 dp。

class Solution {
public:int longestCommonSubsequence(string text1, string text2) {int size1=text1.size();int size2=text2.size();if(size1==0||size2==0){return 0;}vector<vector<int>> dp(size1+1,vector<int>(size2+1,0));for(int i=1;i<=size1;i++){for(int j=1;j<=size2;j++){if(text1[i-1]==text2[j-1]){dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;}else{dp[i][j]=max(dp[i][j-1],dp[i-1][j]);}}}return dp[size1][size2];}
};

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