最長公共子串行 LCS 問題

2021-06-21 16:57:51 字數 2362 閱讀 6495

前言:學習過的知識,只要不經常使用就會忘記,所以在此寫部落格,記錄下來,方便自己,也可能有利於他人。

最長公共子串行(lcs)問題。

1.什麼是最長公共子串行?

最長公共子串行,英文縮寫為lcs(longest common subsequence)。其定義是,乙個序列 s ,如果分別是兩個或多個已知序列的子串行,且是所有符合此條件序列中最長的,則 s 稱為已知序列的最長公共子串行。

注:最長公共子串行和最長公共子串的區別:前者(公共子串行)不必連續,後者(字串)必須是連續的

如:abccfg與adcf:最長公共子串行為:acf,而最長公共字串為:cf。(一目了然了吧)。

2.解決方法

1).求lcs肯能最先想到的就是窮舉法,如x和y兩個序列,通過窮舉x的每個子串行,看是否在y中,並選擇最長的序列即為最後結果,但是此方法的時間複雜度較大,一般不用此方法。

如x的乙個子串行相對應下標為{1,2,3.....n},那麼x共有2^n個子序列(注意包含空序列),y也同理為2^m個,所以其時間複雜度為o(2^n*2^m)。

2).動態規劃法求解

關於此方法的詳細解答已經給出了超詳細的描述。此處根據下述思想寫出**。(原文中沒有列印出所有的最長公共子串行,此處稍作修改,列印出所有子串行)

最長公共子串行的結構有如下表示:

設序列x=1, x2, …, xm>和y=1, y2, …, yn>的乙個最長公共子串行z=1, z2, …, zk>,則:

若xm=yn,則zk=xm=yn且zk-1是xm-1和yn-1的最長公共子串行;

若xm≠yn且zk≠xm ,則z是xm-1和y的最長公共子串行;

若xm≠yn且zk≠yn ,則z是x和yn-1的最長公共子串行。

其中xm-1=1, x2, …, xm-1>,yn-1=1, y2, …, yn-1>,zk-1=1, z2, …, zk-1>。

[cpp]view plain

copy

#include 

using

namespace

std;  

#define  x 100             //串的最大長度

#define  y 100

char

result[x];           

//儲存序列的結果

intcount=0;             

//記錄lcs的個數

/*功能:返回最長序列的長度

x:字串串x

y:字串y

b:標誌陣列

xlen:字串x的長度

ylen:字串y的長度

*/int

lcs_length(string x_s,string y_s,

intb[y+1],

intxlen,

intylen)  

else

if(c[i-1][j]>c[i][j-1])  

else

if(c[i-1][j]

else

}  }  return

c[xlen][ylen];  

}  /*功能:列印出lcs

i:字串x的長度

j:字串y的長度

x:字串x

b:標誌陣列

current_len:當前子串行長度

lcs_max_len:最長公共子串行長度

*/void

display_lcs(

inti,

intj,string x_s,

intb[y+1],

intcurrent_len,

intlcs_max_len)  

cout<

count++;  

return

;  }  

if(b[i][j]==1)  

else

if(b[i][j]==2)    

//xm!=zm的情況,(具體參考上述鏈結博文有詳細說明)

display_lcs(i-1,j,x_s,b,current_len,lcs_max_len);  

else

if(b[i][j]==3)    

//yn!=zm的情況

display_lcs(i,j-1,x_s,b,current_len,lcs_max_len);  

else

//相等的情況c[i-1][j]==c[i][j-1]

}  intmain()  

執行結果如下:

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cdx   2014.4.25   20:25 

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