📜  查找一个字符串的最长子序列的长度,该字符串是另一个字符串的子字符串(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:40:22.689000             🧑  作者: Mango

查找一个字符串的最长子序列的长度,该字符串是另一个字符串的子字符串

在字符串操作中,我们经常需要查找一个字符串的最长子序列的长度,该字符串是另一个字符串的子字符串。这个问题可以通过动态规划算法来解决。

动态规划算法

动态规划算法(Dynamic Programming)是一种解决问题的方法,它将一个问题分解成多个子问题,通过递推公式求解所有子问题,最终得到问题的最优解。动态规划算法常用于字符串操作、最优化问题等。下面是使用动态规划算法来解决查找字符串最长子序列的长度的方法。

算法思路

假设字符串 $s$ 是另一个字符串 $t$ 的子字符串,则字符串 $s$ 的最长子序列的长度等于:$s$ 中某个字符在 $t$ 中出现的位置加上 $1$ 后的字符串的最长公共子序列的长度。即:

$$ dp[i][j] = \begin{cases} dp[i-1][j-1]+1 &\text{if}\ s[i]=t[j]\ 0 &\text{otherwise} \end{cases} $$

其中,$dp[i][j]$ 表示字符串 $s$ 的前 $i$ 个字符与字符串 $t$ 的前 $j$ 个字符的最长公共子序列的长度。如果 $s[i]=t[j]$,则说明 $s[i]$ 可以与 $t[j]$ 匹配,此时最长公共子序列的长度应该加 $1$;否则最长公共子序列的长度为 $0$。

算法实现

下面是使用动态规划算法来解决查找字符串最长子序列的长度的 Python 代码片段。

def longest_common_subsequence(s: str, t: str) -> int:
    m, n = len(s), len(t)
    dp = [[0]*(n+1) for _ in range(m+1)]
    for i in range(1, m+1):
        for j in range(1, n+1):
            if s[i-1] == t[j-1]:
                dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
            else:
                dp[i][j] = 0
    return max([max(row) for row in dp])

其中,longest_common_subsequence 函数的输入参数为两个字符串 $s$ 和 $t$,返回值为字符串 $s$ 在字符串 $t$ 中的最长子序列的长度。函数首先定义了一个二维数组 dp,长度为 $m+1$ 和 $n+1$,其中 $m$ 和 $n$ 分别为字符串 $s$ 和字符串 $t$ 的长度。然后函数使用两个嵌套的 for 循环遍历二维数组 dp,根据上述递推公式来计算每个元素的值。最后,函数返回二维数组中的最大值,即为字符串 $s$ 在字符串 $t$ 中的最长子序列的长度。

总结

查找一个字符串的最长子序列的长度,该字符串是另一个字符串的子字符串,可以使用动态规划算法来解决。具体来说,首先定义一个二维数组 dp,长度为 $m+1$ 和 $n+1$,其中 $m$ 和 $n$ 分别为字符串 $s$ 和字符串 $t$ 的长度。然后使用两个嵌套的 for 循环遍历二维数组 dp,根据递推公式来计算每个元素的值。最后,返回二维数组中的最大值,即为字符串 $s$ 在字符串 $t$ 中的最长子序列的长度。