最长公共子序列

一,问题描述

给定两个字符串,求解这两个字符串的最长公共子序列(最长公共序列)比如字符串1:BDCABA;字符串2:ABCBDAB

则这两个字符串的最长公共子序列长度为4,最长公共子序列是:BCBA

二,算法求解

这是一个动态规划的题目对于可用动态规划求解的问题,一般有两个特征:①最优子结构;②重叠子问题

①最优子结构

设X =(x1,x2,… xn)和Y = {y1,y2,… ym}是两个序列,将X和Y的最长公共子序列记为LCS(X ,Y)

找出LCS(X,Y)就是一个最优化问题。因为,我们需要找到X和ý中最长的那个公共子序列。而要找X和ÿ的LCS,首先考虑X的最后一个元素和ÿ的最后一个元素。

1)如果xn = ym,即X的最后一个元素与Y的最后一个元素相同,这说明该元素一定位于公共子序列中。因此,现在只需要找:LCS(Xn-1,Ym-1)

LCS(XN-1,YM-1)就是原问题的一个子问题。为什么叫子问题?因为它的规模比原问题小。(小一个元素也是小嘛…)

为什么是最优的子问题?因为我们要找的是XN-1和YM-1的最长公共子序列啊…最长的!换句话说,就是最优的那个。(这里的最优就是最长的意思)

2)如果xn!= ym,这下要麻烦一点,因为它产生了两个子问题:LCS(Xn-1,Ym)和LCS(Xn,Ym-1)

因为序列X和序列ý的最后一个元素不相等嘛,说明那一个求最后元素不可能的英文最长公共子序列中的元素嘛。(都不相等了,怎么公共嘛)。

LCS(Xn-1,Ym)表示:最长公共序列可以在(x1,x2,… x(n-1))和(y1,y2,… yn)中找。

LCS(Xn,Ym-1)表示:最长公共序列可以在(x1,x2,… xn)和(y1,y2,… y(n-1))中找。

求解上面两个子问题,得到的公共子序列谁最长,那谁就是LCS(X,Y)用数学表示就是:

LCS = MAX {LCS(XN-1,YM),LCS(XN,YM-1)}

由于条件1)和2)考虑到了所有可能的情况。因此,我们成功地把原问题转化成了三个规模更小的子问题。

②重叠子问题

重叠子问题是啥?就是说原问题转化成子问题后,子问题中有相同​​的问题。咦?我怎么没有发现上面的三个子问题中有相同​​的啊???

好的,来看看,原问题是:LCS(X,Y)子问题有❶LCS(XN-1,YM-1)❷LCS(XN-1,YM)❸LCS(XN,YM-1)

初一看,这三个子问题是不重叠的可本质上它们是重叠的,因为它们只重叠了一大部分举例:

第二个子问题:LCS(XN-1,YM)就包含了:问题❶LCS(XN-1,YM-1),为什么?

因为,当XN-1和YM的最后一个元素不相同时,我们又需要将LCS(XN-1,YM)进行分解:分解成:LCS(XN-1,YM-1)和LCS(XN-2 ),YM)

也就是说:子在问题的继续分解中,有些问题是重叠的。

由于像LCS这样的问题,它具有重叠子问题的性质,因此:用递归来求解就太不划算了因为采用递归,它重复地求解了子问题,所有子问题加起来的个数可是指数级的哦…

关键是采用动态规划时,并不需要去一一计算那些重叠了的子问题或者说:用了动态规划之后,有些子问题是通过“查表”直接得到的.
公式如下:
最长公共子序列
赋初值:
最长公共子序列

这里要将i=0或者j=0即没有数字或字母的地方赋值为0.如果是字符串,为0时可能有相同的字母可用

 char a[1000],b[1000];
 scanf("%s %s",a,b);
        x=strlen(a);
        y=strlen(b);
 for(int i=0;i<=x;i++)
         {
             for(int j=0;j<=y;j++)
             {
                 if(i==0||j==0)  
                    dp[i][j]=0;
                 else if(a[i-1]==b[j-1])  //字母下标-1,实现字符串a从1-x存在,字符串b从1-y存在.
                     dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;
                 else
                    dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]);

             }
         }

原文:https://blog.****.net/qq_36770641/article/details/81463895