Leetcode 1143 最长公共子序列

最长公共子序列

题目

给定两个字符串 text1text2,返回这两个字符串的最长公共子序列的长度。

一个字符串的 子序列 是指这样一个新的字符串:它是由原字符串在不改变字符的相对顺序的情况下删除某些字符(也可以不删除任何字符)后组成的新字符串。

例如,"ace" 是 "abcde" 的子序列,但 "aec" 不是 "abcde" 的子序列。两个字符串的「公共子序列」是这两个字符串所共同拥有的子序列。

若这两个字符串没有公共子序列,则返回 0。

  • 示例1:

    输入:text1 = "abcde", text2 = "ace" 
    输出:3  
    解释:最长公共子序列是 "ace",它的长度为 3。
    
  • 示例2:

    输入:text1 = "abc", text2 = "abc"
    输出:3
    解释:最长公共子序列是 "abc",它的长度为 3。
    
  • 示例3

    输入:text1 = "abc", text2 = "def"
    输出:0
    解释:两个字符串没有公共子序列,返回 0。
    

提示:

  • 1 <= text1.length <= 1000
  • 1 <= text2.length <= 1000
  • 输入的字符串只含有小写英文字符。

解答

  • 思路:

    • 使用动态规划;

    • 定义状态:dp[i][j] => 表示text1的前i个字符构成的子串和text2的前j个字符构成的子串的最长公共子序列长度;

    • base case => dp[0][...]dp[...][0]都应该为0,表示其中一个串为空串的情况下,最长公共子序列长度自然为0;

    • 状态转移方程如下:

      f(i, j) = \begin{cases}0, &i ==0 \mbox{ || } j == 0 \\ f(i - 1, j - 1) + 1, & i > 0 \mbox{ && } j > 0 \mbox{ && } text1[i] == text2[j] \\ max\{f(i - 1, j), f(i, j - 1)\}, & i > 0 \mbox{ && } j > 0 \mbox{ && } text1[i] != text2[j] \end{cases}

    • 可以参考这边的分析 => https://labuladong.gitbook.io/algo/dong-tai-gui-hua-xi-lie/zui-chang-gong-gong-zi-xu-lie

  • 代码:

    def longestCommonSubsequence(self, text1, text2):
        """
        :type text1:str
        :type text2:str
        :rtype int
    
        (knowledge)
    
        思路:
        1. 使用动态规划;
        2. 定义状态:dp[i][j] => 表示text1的前i个字符构成的子串和text2的前j个字符构成的子串的最长公共子序列长度;
        3. base case => dp[0][...]和dp[...][0]都应该为0,表示其中一个串为空串的情况下,最长公共子序列长度自然为0;
        4. 状态转移方程如下:
            f(i, j) = 0                                         i == 0 || j == 0
                      f(i - 1, j - 1) + 1                       i > 0 && j > 0 && text1[i] == text2[j]
                      max{f(i - 1, j), f(i, j - 1)}             i > 0 && j > 0 && text1[i] != text2[j]
    
        tip: 可以参考这边的分析 => https://labuladong.gitbook.io/algo/dong-tai-gui-hua-xi-lie/zui-chang-gong-gong-zi-xu-lie
        """
        m, n = len(text1), len(text2)
        # 初始化dp数组
        dp = [[0] * (n + 1) for i in range(m + 1)]
    
        for i in range(1, m + 1):
            for j in range(1, n + 1):
                if text1[i - 1] == text2[j - 1]:
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1
                else:
                    dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1])
    
        return dp[m][n]
    

测试验证

class Solution:
    def longestCommonSubsequence(self, text1, text2):
        """
        :type text1:str
        :type text2:str
        :rtype int

        (knowledge)

        思路:
        1. 使用动态规划;
        2. 定义状态:dp[i][j] => 表示text1的前i个字符构成的子串和text2的前j个字符构成的子串的最长公共子序列长度;
        3. base case => dp[0][...]和dp[...][0]都应该为0,表示其中一个串为空串的情况下,最长公共子序列长度自然为0;
        4. 状态转移方程如下:
            f(i, j) = 0                                         i == 0 || j == 0
                      f(i - 1, j - 1) + 1                       i > 0 && j > 0 && text1[i] == text2[j]
                      max{f(i - 1, j), f(i, j - 1)}             i > 0 && j > 0 && text1[i] != text2[j]

        tip: 可以参考这边的分析 => https://labuladong.gitbook.io/algo/dong-tai-gui-hua-xi-lie/zui-chang-gong-gong-zi-xu-lie
        """
        m, n = len(text1), len(text2)
        # 初始化dp数组
        dp = [[0] * (n + 1) for i in range(m + 1)]

        for i in range(1, m + 1):
            for j in range(1, n + 1):
                if text1[i - 1] == text2[j - 1]:
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1
                else:
                    dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1])

        return dp[m][n]


if __name__ == '__main__':
    solution = Solution()
    print(solution.longestCommonSubsequence("abcde", "ace"), "\n= 3")
    print(solution.longestCommonSubsequence("abc", "abc"), "\n= 3")
    print(solution.longestCommonSubsequence("abc", "def"), "\n= 0")
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