最長公共子串行python實現

2021-09-26 04:55:24 字數 2148 閱讀 6753

1、dp基本思路:

公共子串行最優子結構:

將問題分解表成更簡單的子問題,這個子問題可以分解成更多的子問題使用動態規劃演算法求解,這個過程需要在乙個表中儲存同一級別的子問題的解,因此這個解可以被更高階的子問題使用。

2、問題的解

定義兩個序列x、y,二維陣列f[i][j]表示x的i位和y的j位之前的最長公共子串行長度,

則有f[1][1] = same(1,1)

f[i][j] = max(f[i-1][j-1]+same(i,j),f[i-1][j],f[i][j-1)

其中same(i,j)表示x[i]==y[j]

same(a,b)當x的第a位於y的第b位完全相同時為1,否則為0

此時,f[i][j]中最大的數便是 x和 y的最長公共子串行的長度,依據該陣列回溯,便可找出最長公共子串行。

如:x = 'helloword'

y = 'eoskod'

x,y的最長公共子串行長度為4,最長公共子串行為'eood'

該演算法的空間、時間複雜度均為o(n^2)} o(n^2)。經過優化後,空間複雜度可為 o(n),時間複雜度可為o(nlogn)。

注:最長公共子串行不要求序列連續

python**:

up_left = 0		#左上

up = 1 #上

left = 2 #左

def lcslength(x,y):

'''輸入:序列x和序列y

輸出:x和y的最長公共子串行長度

'''#定義f陣列,每行n個元素,每列m個元素

m = len(x)

n = len(y)

#lf = (lambda x,y:x+1 if x>y else y+1)

#size = lf(m,n)

f = [[0 for x in range(n+1)] for y in range(m+1)]

#定義路徑陣列

path = [[-1 for x in range(n+1)] for y in range(m+1)]

for i in range(1,m+1):

for j in range(1,n+1):

if(x[i-1] == y[j-1]):

f[i][j] = f[i-1][j-1]+1

path[i][j] = up_left

else:

#f[i][j] = max(f[i-1][j],f[i][j-1])

if(f[i-1][j]>f[i][j-1]):

f[i][j] = f[i-1][j]

path[i][j] = up

else:

f[i][j] = f[i][j-1]

path[i][j] = left

return f[m][n],path

def getpath(path,x,i,j,arr):

'''回溯求子序列

輸入:path,二維陣列,路徑資訊

x,原始序列

i,j ,遞迴下標

arr,儲存結果元素

'''if(i==0 or j ==0):

return

elif(path[i][j] == up_left):

getpath(path,x,i-1,j-1,arr)

elif(path[i][j]==up):

getpath(path,x,i-1,j,arr)

elif(path[i][j]==left):

getpath(path,x,i,j-1,arr)

else:

pass

x=[1,3,1,4,5]

y=[1,1,1,4,5]

#x = 'helloword'

#y = 'eoskod'

arr =

length,path = lcslength(x,y)

getpath(path,x,len(x),len(y),arr)

print(length)

print(arr)

看到網上還有將之轉化成最長上公升序列演算法求解,思路是轉化為最長上公升子串行,並採用二分搜尋,這種方法可以把平均時間複雜度降到nlogn,但是存在極端情況效率比普通的動態規劃方法效率更低。先留個坑,後再研究,睡覺zzz

參考:

最長公共子串行python實現

最長公共子串行是動態規劃基本題目,下面按照動態規劃基本步驟解出來。序列a共有m個元素,序列b共有n個元素,如果a m 1 b n 1 那麼a m 和b n 的最長公共子串行長度就是a m 1 和b n 1 的最長公共子串行長度 1 如果a m 1 b n 1 那麼a m 和b n 的最長公共子串行長...

python實現最長公共子串行

最長公共子串行python實現,最長公共子串行是動態規劃基本題目,下面按照動態規劃基本步驟解出來。1.找出最優解的性質,並刻劃其結構特徵 序列a共有m個元素,序列b共有n個元素,如果a m 1 b n 1 那麼a m 和b n 的最長公共子串行長度就是a m 1 和b n 1 的最長公共子串行長度 ...

python 最長公共子串行

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