72 编辑距离

题目描述:
给你两个单词 word1 和 word2,请你计算出将 word1 转换成 word2 所使用的最少操作数 。
你可以对一个单词进行如下三种操作:

  1. 插入一个字符
  2. 删除一个字符
  3. 替换一个字符

题解:
题目给定了两个单词,设为 A 和 B,这样我们就能够六种操作方法。
但我们可以发现,如果我们有单词 A 和单词 B:
对单词 A 删除一个字符和对单词 B 插入一个字符是等价的。例如当单词 A 为 doge,单词 B 为 dog 时,我们既可以删除单词 A 的最后一个字符 e,得到相同的 dog,也可以在单词 B 末尾添加一个字符 e,得到相同的 doge;

同理,对单词 B 删除一个字符和对单词 A 插入一个字符也是等价的;
对单词 A 替换一个字符和对单词 B 替换一个字符是等价的。例如当单词 A 为 bat,单词 B 为 cat 时,我们修改单词 A 的第一个字母 b -> c,和修改单词 B 的第一个字母 c -> b 是等价的。

这样一来,本质不同的操作实际上只有三种:
在单词 A 中插入一个字符;
在单词 B 中插入一个字符;
修改单词 A 的一个字符。
这样一来,我们就可以把原问题转化为规模较小的子问题。我们用 A = horse,B = ros 作为例子,来看一看是如何把这个问题转化为规模较小的若干子问题的。

在单词 A 中插入一个字符:如果我们知道 horse 到 ro 的编辑距离为 a,那么显然 horse 到 ros 的编辑距离不会超过 a + 1。这是因为我们可以在 a 次操作后将 horse 和 ro 变为相同的字符串,只需要额外的 1 次操作,在单词 A 的末尾添加字符 s,就能在 a + 1 次操作后将 horse 和 ro 变为相同的字符串;

在单词 B 中插入一个字符:如果我们知道 hors 到 ros 的编辑距离为 b,那么显然 horse 到 ros 的编辑距离不会超过 b + 1,原因同上;

修改单词 A 的一个字符:如果我们知道 hors 到 ro 的编辑距离为 c,那么显然 horse 到 ros 的编辑距离不会超过 c + 1,原因同上。

归纳一下:
① 固定一边字符,对于子问题,状态转换只有增加和修改,但子问题当中还是有删除操作。
② A 或 B 字符串新增一个字符,或两边同时新增一个字符,且新增字符不同,操作均加一。
③当两边同时修改状态时,即两边同时新增一个字符,且新增字符相同,无需新增操作数,类似回文串操作。
④状态添加 截止 同时完成A、B字符。

图示:
1.边界状态初始化
2. B[i]不等于A[j] 时,从dp [i-1][j-1]状态,到dp[i][j],进行字符修改,+1
3.或者向右或向下,进行状态转移,进行字符添加,+1
4.最小添加数为 上述三种情况最小值;
5.当B[i]等于A[j] 时,从dp [i-1][j-1]状态,到dp[i][j]状态,不需要修改或新增,+0;
6.状态转移 截止 同时完成A、B字符,输出dp[-1][-1]。

边界状态初始化

字符修改

进行字符添加,+1

B[i]等于A[j]

状态转移 截止

代码:

class Solution:
    def minDistance(self, word1: str, word2: str) -> int:
        #创建二维dp
        m = len(word1)
        n = len(word2)
        dp = [[0]*(m+1) for _ in range(n+1)]
        for i in range(n+1):
            dp[i][0] = i
        for j in range(m+1):
            dp[0][j] = j
        for i in range(1,n+1):
            for j in range(1,m+1):
                if word1[j-1]!=word2[i-1]:
                    dp[i][j] = min(dp[i][j-1],dp[i-1][j],dp[i-1][j-1])+1
                else:
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
        return dp[-1][-1]
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