最長公共子串行(LCS)問題

2021-08-03 08:38:28 字數 2324 閱讀 6078

一、什麼是最長公共子串行

什麼是最長公共子串行呢?舉個簡單的例子吧,乙個數列s,若分別是兩個或多個已知序列的子串行,且是所有符合條件序列中最長的,則s稱為已知序列的最長公共子串行。

舉例如下,如:有兩個隨機數列,1 2 3 4 5 6 和 3 4 5 8 9,則它們的最長公共子串行便是:3 4 5。

一直不明白:最長公共子串和最長公共子串行的區別。

上網查了下,最長公共子串(longest common substirng)和最長公共子串行(longest common subsequence,lcs)的區別為:子串是串的乙個連續的部分,子串行則是從不改變序列的順序,而從序列中去掉任意的元素而獲得新的序列;也就是說,子串中字元的位置必須是連續的,子串行則可以不必連續。

二、蠻力法

蠻力法是解決最長公共子串行問題最容易想到的方法,即對s的每乙個子串行,檢查是否為t的子串行,從而確定它是否為s和t的公共子串行,並且選出最長的公共子串行。

s和t的所有子串行都檢查過後即可求出s和t的最長公共子串行。s的乙個子串行相應於下標序列1,2,...,n的乙個子串行。因此,s共有2^n個子序列。當然,t也有2^m個子序列。

因此,蠻力法的時間複雜度為o(2^n * 2^m),這可是指數級別的啊。

三、動態規劃方法

1、序列str1和序列str2

·長度分別為m和n;

·建立1個二維陣列l[m.n];

·初始化l陣列內容為0

·m和n分別從0開始,m++,n++迴圈:

- 如果str1[m] == str2[n],則l[m,n] = l[m - 1, n -1] + 1;

- 如果str1[m] != str2[n],則l[m,n] = max

·最後從l[m,n]中的數字一定是最大的,且這個數字就是最長公共子串行的長度

·從陣列l中找出乙個最長的公共子串行

2、從陣列l中查詢乙個最長的公共子串行

i和j分別從m,n開始,遞減迴圈直到i = 0,j = 0。其中,m和n分別為兩個串的長度。

·如果str1[i] == str2[j],則將str[i]字元插入到子串行內,i--,j--;

·如果str1[i] != str[j],則比較l[i,j-1]與l[i-1,j],l[i,j-1]大,則j--,否則i--;(如果相等,則任選乙個)

圖1 效果演示圖

根據上圖,我們可以得到其中公共子串:b c b a 和 b d a b。

總感覺,上面這個過程說的不是很清楚,但是不知道怎麼才能更加清楚的表述??糾結啊。

四、**實現

//**實現比較簡單,有可能不符合規矩,如有哪位前輩看到後,可以指出,我會虛心學習。

1 #include 

2 #include <

string

>

3 using namespace std;

4 int main(

int argc, char *

*argv)5 }

;13 

14 int i = 0;

15 int j = 0;

16 17 

for(i = 1; i <

= x_len; i++)

18 25 

else

26 32 

else

33 36 

}37 

38 }

39 }

41     for(i = 0 ; i <= x_len; i++)

42    

47         cout << endl;

48     }

49     for(i = x_len, j = y_len; i >= 1 && j >= 1;)

50    

57             else

58            

64                 else

65                

68             }

69     }

70     cout << endl;

71     return 0;

72 }

執行結果如下所示。

圖2 執行效果

最後輸出為a b c b,則最大子串為b c b a。

其實,應該將結果儲存起來,然後,正序列印呢。

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