動態規劃之 最長公共子串行 LCS

2021-06-11 15:18:15 字數 1372 閱讀 3466

這個問題是動態規劃演算法中的乙個經典問題,先看問題描述:

lcs:兩個字串 x和 y,找到他們最長的公共子串行,該序列不要求是連續的。公共子串行的意思就是序列的相對順序是不變的,但是序列不一定是連續的。

例如:x = "bdcaba"

y = "abcbdab"

他們的最長公共子串行是bcba和bdab,長度都為4,找到任意乙個即可。

lcs問題也滿足最優子結構:

定義  xi 表示x的前i個字元組成的序列,同理得到yj是y的前j個字元組成的序列。

定義  z(i,j)表示xi和yj的最長公共子串行的長度lcs(xi,yj)

如此,可知:

我們要計算lcs(xm,yn),則有如下情況:

1.x[m] = y[n],那麼z(m,n) = lcs(xm,yn) = lcs(xm-1,yn-1) + 1

2.當x[m] != y[n] ,那麼z(m,n) 便是  lcs(xm,yn-1)和lcs(xm-1,yn)中較大者。

lcs也滿足重疊子問題結構,計算lcs(xm,yn-1)和lcs(xm-1,yn)的時候也計算了lcs(xm-1,yn-1)。

因此,採用動態規劃演算法...

**如下:

// 最長公共子串行 lcs

// deng chao

// 2012.12.4

#include #include using namespace std;

// 計算lcs長度並記錄lcs各個字元的前驅

// z:儲存前驅記錄,用於得到公共子串行

// return: lcs長度

int lcs(const char *x , int xl, const char *y , int yl , char **&z)

// 初始化,很重要!

for(int i = 0 ; i <=xl; ++i)

for(int i = 0 ; i <= yl ; ++i)

// 從1開始填充表

for(int i = 1 ; i <= xl ; ++i)

else

else

}cout<<"c["《後記:

這裡描述的是找到乙個最長公共子串行,而在例子中也看到可能不止乙個序列,因此,如果要找到所有的最長公共子串行,應該怎麼處理???

思路:不採用記錄字首的矩陣z,而直接採用記錄長度的矩陣c

如果c[i][j] = c[i-1][j-1] + 1,則對應的值是最長公共序列的,且可以通過c[i-1][j-1]遞迴回溯;

如果c[i][j] = c[i-1][j] , 則該值不屬於最長公共序列,但也可以通過c[i-1][j]進行回溯,c[i][j] = c[i-[j-1]的情況相同

如此可以回溯所有的可能路徑,得到所有的最長公共序列。 

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