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最长公共子序列

王朝百科·作者佚名  2010-05-17
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问题描述最长公共子序列也称作最长公共子串(不要求连续),英文缩写为LCS(Longest Common Subsequence)。其定义是,一个序列 S ,如果分别是两个或多个已知序列的子序列,且是所有符合此条件序列中最长的,则 S 称为已知序列的最长公共子序列。

应用最长公共子序列是一个十分实用的问题,它可以描述两段文字之间的“相似度”,即它们的雷同程度,从而能够用来辨别抄袭。对一段文字进行修改之后,计算改动前后文字的最长公共子序列,将除此子序列外的部分提取出来,这种方法判断修改的部分,往往十分准确。简而言之,王朝知道、王朝百科都用得上。

算法动态规划的一个计算最长公共子序列的方法如下:

以两个序列 X、Y 为例子:

设有二维数组 f[i,j] 表示 X 的 i 位和 Y 的 j 位之前的最长公共子序列的长度,则有:

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(a,b)当 X 的第 a 位与 Y 的第 b 位完全相同时为“1”,否则为“0”。

此时,f[j]中最大的数便是 X 和 Y 的最长公共子序列的长度,依据该数组回溯,便可找出最长公共子序列。

该算法的空间、时间复杂度均为O(n^2),经过优化后,空间复杂度可为O(n)。

代码(Pascal)const

maxlen=200;

var

i,j :longint;

c :array[0..maxlen,0..maxlen] of byte;

x,y,z :string; {z为x,y的最长公共字序列}

begin

readln(x);

readln(y);

fillchar(c,sizeof(c),0);

for i:=1 to length(x) do

for j:=1 to length(y) do

if x[i]=y[j]

then c[i,j]:=c[i-1,j-1]+1

else if c[i-1,j]>c[i,j-1]

then c[i,j]:=c[i-1,j]

else c[i,j]:=c[i,j-1];

z:='';

i:=length(x);

j:=length(y);

writeln(c[i,j]);

while (i>0) and (j>0) do

if x[i]=y[j]

then begin z:=x[i]+z;i:=i-1;j:=j-1 end

else if c[i-1,j]>c[i,j-1]

then i:=i-1

else j:=j-1;

if z<>'' then writeln(z);

for i:=1 to length(x) do

begin

for j:=1 to length(y) do write(c[i][j]:3);

writeln;

end;

readln;

end.

代码(C++)#include <cstdlib>

#include <iostream>

using namespace std;

#define N 105

int dp[N+1][N+1] ;

char str1[N] , str2[N];

int maxx(int a , int b)

{

if(a > b)

return a ;

return b ;

}

int LCSL(int len1 , int len2)

{

int i , j ;

int len = maxx(len1 , len2);

for( i = 0 ; i <= len; i++ )

{

dp[i][0] = 0 ;dp[0][i] = 0 ;

}

for( i = 1 ; i<= len1 ; i++)

for( j = 1 ; j <= len2 ; j++)

{

if(str1[i - 1] == str2[j - 1])

{

dp[i][j] = dp[i - 1][ j - 1] + 1 ;

}

else

{

dp[i][j] = maxx(dp[i - 1][ j ] , dp[i][j - 1]) ;

}

}

return dp[len1][len2];

}

int main()

{

while(cin >> str1 >> str2)

{

int len1 = strlen(str1) ;

int len2 = strlen(str2) ;

cout<<LCSL(len1 , len2)<<endl;

}

return 0;

}

 
 
 
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