废话不多说,喊一句号子鼓励自己:程序员永不失业,程序员走向架构!本篇Blog的主题是【】,使用【】这个基本的数据结构来实现,这个高频题的站点是:CodeTop,筛选条件为:目标公司+最近一年+出现频率排序,由高到低的去牛客TOP101去找,只有两个地方都出现过才做这道题(CodeTop本身汇聚了LeetCode的来源),确保刷的题都是高频要面试考的题。
名曲目标题后,附上题目链接,后期可以依据解题思路反复快速练习,题目按照题干的基本数据结构分类,且每个分类的第一篇必定是对基础数据结构的介绍。
最长重复子数组【MID】
线性DP问题再搞一道,最长重复子数组
题干
解题思路
原题解地址:A 、B数组各抽出一个前缀数组,单看它们的末尾项:
- 如果它们俩不一样,则公共子数组肯定不包括它们俩。
- 如果它们俩一样,则要考虑它们俩前面的子数组「能为它们俩提供多大的公共长度」。
继续向前递推的:
- 如果它们俩的前缀数组的「末尾项」不相同,由于子数组的连续性,前缀数组不能为它们俩提供公共长度
- 如果它们俩的前缀数组的「末尾项」相同,则可以为它们俩提供公共长度:至于提供多长的公共长度?这又取决于前缀数组的末尾项是否相同……
存在重复子问题和递推的方法,可以用动态规划解决。回到题目,A 、B数组各抽出一个前缀子数组,单看它们的末尾项
- 如果它们俩不一样——以它们俩为末尾项形成的公共子数组的长度为0:
dp[i][j] = 0
- 如果它们俩一样,以它们俩为末尾项的公共子数组,长度保底为1——dp[i][j]至少为 1,要考虑它们俩的前缀数组——dp[i-1][j-1]能为它们俩提供多大的公共长度
继续向前递推:
- 如果它们俩的前缀数组的「末尾项」不相同,前缀数组提供的公共长度为 0——
dp[i-1][j-1] = 0
,以它们俩为末尾项的公共子数组的长度——dp[i][j] = 1
- 如果它们俩的前缀数组的「末尾项」相同,前缀部分能提供的公共长度——
dp[i-1][j-1]
,它至少为 1,以它们俩为末尾项的公共子数组的长度dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
题目求:最长公共子数组的长度。不同的公共子数组的末尾项不一样。我们考察不同末尾项的公共子数组,找出最长的那个。
1 定义状态(定义子问题)
我们定义dp[i][j]
标识 :长度为i,末尾项为A[i-1]的子数组,与长度为j,末尾项为B[j-1]的子数组,二者的最大公共后缀子数组长度
2 定义状态转移方程
dp[i][j] :长度为i,末尾项为A[i-1]的子数组,与长度为j,末尾项为B[j-1]的子数组,二者的最大公共后缀子数组长度。
- 如果
A[i-1] != B[j-1]
, 有dp[i][j] = 0
- 如果
A[i-1] == B[j-1]
, 有dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
3 初始化状态
为了不判断边界条件,我们给DP Table补0,所以base case:如果i==0||j==0
,则二者没有公共部分,dp[i][j]=0
4 求解方向
这里采用自底向上,从最小的状态开始求解
5 找到最终解
最长公共子数组以哪一项为末尾项都有可能,求出每个 dp[i][j],找出最大值。
代码实现
给出代码实现基本档案
基本数据结构:数组
辅助数据结构:无
算法:动态规划
技巧:无
其中数据结构、算法和技巧分别来自:
- 10 个数据结构:数组、链表、栈、队列、散列表、二叉树、堆、跳表、图、Trie 树
- 10 个算法:递归、排序、二分查找、搜索、哈希算法、贪心算法、分治算法、回溯算法、动态规划、字符串匹配算法
- 技巧:双指针、滑动窗口、中心扩散
当然包括但不限于以上
import java.util.*; public class Solution { /** * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可 * * * @param number int整型 * @return int整型 */ public int findLength(int[] nums1, int[] nums2) { // 1 入参异常校验 if (nums1 == null || nums2 == null || nums1.length == 0 || nums2.length == 0) { return 0; } // 2 定义dp数组,dp[i][j] 表示以nums1中以i-1结尾的元素与nums2中以j-1结尾的元素最长重复子数组 int rows = nums1.length; int cols = nums2.length; // base case dp[0][0]=0,初始化第一行第一列为0 int[][] dp = new int[rows + 1][cols + 1]; // 3 状态转移方程 int ans = 0; for (int i = 1; i <= rows; i++) { for (int j = 1; j <= cols; j++) { // 如果以i-1,j-1为结尾的元素相等,则至少重复子数组长度+1,并比较大小 if (nums1[i - 1] == nums2[j - 1]) { dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1; // 设置值的过程中更新最大值 ans = Math.max(ans, dp[i][j]); } else { // 如果以i-1,j-1为结尾的元素不相等,则无重复子数组,长度归0 dp[i][j] = 0; } } } return ans; } }
复杂度分析
时间复杂度:O(N*M),这里 N 是数组的长度,我们写了两个 for 循环,每个 for 循环的时间复杂度都是线性的;
空间复杂度:O(N*M),DP数组是二维数组
最长公共子串【MID】
首先来一道最长公共子串,难度还没有升级,公共字符是连续的即可
题干
解题思路
求两个数组或者字符串的最长公共子序列问题,肯定是要用动态规划的。
- 首先,区分两个概念:子序列可以是不连续的;子数组(子字符串)需要是连续的;
- 另外,单个数组或者字符串要用动态规划时,可以把动态规划
dp[i]
定义为nums[0:i]
中想要求的结果;当两个数组或者字符串要用动态规划时,可以把动态规划定义成两维的dp[i][j]
,其含义是在A[0:i]
与B[0:j]
之间匹配得到的想要的结果。
1. 状态定义
对于本题而言,可以定义 dp[i][j]
表示 text1[0:i-1]
和 text2[0:j-1]
的最长公共子序列。 (注:text1[0:i-1]
表示的是 text1 的 第 0 个元素到第 i - 1 个元素,两端都包含) 之所以 dp[i][j]
的定义不是 text1[0:i]
和 text[0:j]
,是为了方便当 i = 0 或者 j = 0 的时候,dp[i][j]
表示空字符串和另外一个字符串的匹配,这样 dp[i][j]
可以初始化为空字符串
2. 状态转移方程
知道状态定义之后,开始写状态转移方程。
- 当
text1[i - 1] == text2[j - 1]
时,说明两个子字符串的最后一位相等,所以最长公共子串长度又增加了 1,所以dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + text1[i]
; - 当
text1[i - 1] != text2[j - 1]
时,说明两个子字符串的最后一位不相等,所以不够成公共子串,不满足条件
综上状态转移方程为:
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + s1.charAt(i - 1)
, 当text1[i−1]==text2[j−1]
当然我们还需要当前最新下标来辅助记录子串最新的更新位置
3. 状态的初始化
初始化就是要看当 i = 0 与 j = 0 时, dp[i][j]
应该取值为多少。
- 当 i = 0 时,
dp[0][j]
表示的是 text1中取空字符串 跟 text2的最长公共子序列,结果肯定为 空字符串. - 当 j = 0 时,
dp[i][0]
表示的是 text2中取空字符串 跟 text1的最长公共子序列,结果肯定为 空字符串.
综上,当 i = 0 或者 j = 0 时,dp[i][j]
初始化为 空字符串.
4. 遍历方向与范围
由于 dp[i][j]
依赖于 dp[i - 1][j - 1]
,,所以 i和 j的遍历顺序肯定是从小到大(自底向上)的。 另外,由于当 i和 j 取值为 0 的时候,dp[i][j] = 0
,而 dp 数组本身初始化就是为 空字符串,所以,直接让 i 和 j 从 1 开始遍历。遍历的结束应该是字符串的长度为 len(text1)
和 len(text2)
。
5. 最终返回结果
由于 dp[i][j]
的含义是 text1[0:i-1]
和 text2[0:j-1]
的最长公共子序列。我们最终希望求的是 text1 和 text2 的最长公共子序列。所以需要返回的结果是 i = len(text1)
并且 j = len(text2)
时的 dp[len(text1)][len(text2)]
。
代码实现
给出代码实现基本档案
基本数据结构:字符串
辅助数据结构:无
算法:动态规划
技巧:无
其中数据结构、算法和技巧分别来自:
- 10 个数据结构:数组、链表、栈、队列、散列表、二叉树、堆、跳表、图、Trie 树
- 10 个算法:递归、排序、二分查找、搜索、哈希算法、贪心算法、分治算法、回溯算法、动态规划、字符串匹配算法
- 技巧:双指针、滑动窗口、中心扩散
当然包括但不限于以上
import java.util.*; public class Solution { /** * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可 * * longest common substring * @param str1 string字符串 the string * @param str2 string字符串 the string * @return string字符串 */ public String LCS (String str1, String str2) { // 入参条件判断 if (str1 == null || str1.length() == 0 || str2 == null || str2.length() == 1) { return null; } // 1 初始化状态 int ls1 = str1.length(); int ls2 = str2.length(); // dp表示范围为0-ls1的str1与0-ls2的str2的最长公共子串长度 int[][] dp = new int[ls1 + 1][ls2 + 1]; int max = 0; int latestIndex = 0; // 2 遍历(自底向上) for (int i = 1; i <= ls1; i++) { for (int j = 1; j <= ls2; j++) { // 状态转移方程 if (str1.charAt(i - 1) == str2.charAt(j - 1)) { dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1; // 更新子串最大长度以及当前子串下标 if (dp[i][j] > max) { max = dp[i][j]; // 公共子串不包含latestIndex位置 latestIndex = i; } } } } // 上述循环i从1开始,这里subString右侧为开区间,刚好适用 return str1.substring(latestIndex - max, latestIndex); } }
复杂度分析
时间复杂度:O(n^2 ),构造辅助数组dp与b,两层循环,递归是有方向的递归,因此只是相当于遍历了二维数组
空间复杂度:O(n^2 ),辅助二维数组dp与递归栈的空间最大为O(n^2 )
最长公共子序列【MID】
难度升级,明确下什么是公共子序列。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
题干
解题思路
求两个数组或者字符串的最长公共子序列问题,肯定是要用动态规划的。
- 首先,区分两个概念:子序列可以是不连续的;子数组(子字符串)需要是连续的;
- 另外,单个数组或者字符串要用动态规划时,可以把动态规划
dp[i]
定义为nums[0:i]
中想要求的结果;当两个数组或者字符串要用动态规划时,可以把动态规划定义成两维的dp[i][j]
,其含义是在A[0:i]
与B[0:j]
之间匹配得到的想要的结果。
1. 状态定义
对于本题而言,可以定义 dp[i][j]
表示 text1[0:i-1]
和 text2[0:j-1]
的最长公共子序列。 (注:text1[0:i-1]
表示的是 text1 的 第 0 个元素到第 i - 1 个元素,两端都包含) 之所以 dp[i][j]
的定义不是 text1[0:i]
和 text[0:j]
,是为了方便当 i = 0 或者 j = 0 的时候,dp[i][j]
表示空字符串和另外一个字符串的匹配,这样 dp[i][j]
可以初始化为空字符串
2. 状态转移方程
知道状态定义之后,开始写状态转移方程。
- 当
text1[i - 1] == text2[j - 1]
时,说明两个子字符串的最后一位相等,所以最长公共子序列又增加了 1,所以dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + text1[i]
;举个例子,比如对于 ac 和 bc 而言,他们的最长公共子序列的长度等于 a 和 b 的最长公共子序列长度 0 + text[1] = c。 - 当
text1[i - 1] != text2[j - 1]
时,说明两个子字符串的最后一位不相等,那么此时的状态dp[i][j]
应该是dp[i - 1][j]
和dp[i][j - 1]
的最大值。举个例子,比如对于 ace 和 bc 而言,他们的最长公共子序列等于 ① ace 和 b 的最长公共子序列:空字符串的长度0 与 ② ac 和 bc 的最长公共子序列c长度1 的最大值,即 1,所以选择长度大的
综上状态转移方程为:
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + s1.charAt(i - 1)
, 当text1[i−1]==text2[j−1]
dp[i][j] = dp[i - 1][j].length() > dp[i][j - 1].length() ? dp[i - 1][j] : dp[i][j - 1];
, 当text1[i−1]!=text2[j−1]
3. 状态的初始化
初始化就是要看当 i = 0 与 j = 0 时, dp[i][j]
应该取值为多少。
- 当 i = 0 时,
dp[0][j]
表示的是 text1中取空字符串 跟 text2的最长公共子序列,结果肯定为 空字符串. - 当 j = 0 时,
dp[i][0]
表示的是 text2中取空字符串 跟 text1的最长公共子序列,结果肯定为 空字符串.
综上,当 i = 0 或者 j = 0 时,dp[i][j]
初始化为 空字符串.
4. 遍历方向与范围
由于 dp[i][j]
依赖于 dp[i - 1][j - 1]
,,所以 i和 j的遍历顺序肯定是从小到大(自底向上)的。 另外,由于当 i和 j 取值为 0 的时候,dp[i][j] = 0
,而 dp 数组本身初始化就是为 空字符串,所以,直接让 i 和 j 从 1 开始遍历。遍历的结束应该是字符串的长度为 len(text1)
和 len(text2)
。
5. 最终返回结果
由于 dp[i][j]
的含义是 text1[0:i-1]
和 text2[0:j-1]
的最长公共子序列。我们最终希望求的是 text1 和 text2 的最长公共子序列。所以需要返回的结果是 i = len(text1)
并且 j = len(text2)
时的 dp[len(text1)][len(text2)]
。
代码实现
给出代码实现基本档案
基本数据结构:字符串
辅助数据结构:无
算法:动态规划
技巧:无
其中数据结构、算法和技巧分别来自:
- 10 个数据结构:数组、链表、栈、队列、散列表、二叉树、堆、跳表、图、Trie 树
- 10 个算法:递归、排序、二分查找、搜索、哈希算法、贪心算法、分治算法、回溯算法、动态规划、字符串匹配算法
- 技巧:双指针、滑动窗口、中心扩散
当然包括但不限于以上
import java.util.*; public class Solution { /** * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可 * * longest common subsequence * @param s1 string字符串 the string * @param s2 string字符串 the string * @return string字符串 */ public String LCS (String s1, String s2) { // 0 入参校验 if (s1 == null || s1.length() == 0 || s2 == null || s2.length() == 0) return "-1"; // 1 状态定义及初始化 int ls1 = s1.length(); int ls2 = s2.length(); // 长度为ls1和长度为ls2的最长公共子序列是dp String[][] dp = new String[ls1 + 1][ls2 + 1]; // 2 初始化状态值,当初始化状态时,公共子序列为空字符串 for (int i = 0; i <= ls1; i++) { // j为0表示一个长度不为0的s1和一个长度永远为0的字符串公共子序列一定是空字符串 dp[i][0] = ""; } for (int j = 0; j <= ls2; j++) { // i为0表示一个长度不为0的s1和一个长度永远为0的字符串公共子序列一定是空字符串 dp[0][j] = ""; } // 3 自底向上遍历 for (int i = 1; i <= ls1; i++) { for (int j = 1; j <= ls2; j++) { // 4 状态转移方程 if (s1.charAt(i - 1) == s2.charAt(j - 1)) { // 如果s1和s2的字符相等,dp[1][1]表示dp[0][0]+a=a(自底向上) dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + s1.charAt(i - 1); } else { // 如果s1和s2的字符不相等,取dp[i - 1][j]和dp[i][j - 1]较长的字符作为dp[i][j] dp[i][j] = dp[i - 1][j].length() > dp[i][j - 1].length() ? dp[i - 1][j] : dp[i][j - 1]; } } } // 5 返回的是两个完整s1和s2的公共子序列 return dp[ls1][ls2] == "" ? "-1" : dp[ls1][ls2]; } }
复杂度分析
时间复杂度:O(n^2 ),构造辅助数组dp与b,两层循环,递归是有方向的递归,因此只是相当于遍历了二维数组
空间复杂度:O(n^2 ),辅助二维数组dp与递归栈的空间最大为O(n^2 )
编辑距离【HARD】
终于又来到一道看了很久的高频题目这里
题干
搞定了一系列的简单题,来个编辑距离练练手
解题思路
原题解地址,解决两个字符串的动态规划问题,一般都是用两个指针 i, j 分别指向两个字符串的最后,然后一步步往前移动,缩小问题的规模
设两个字符串分别为 rad 和 apple,为了把 s1 变成 s2,算法会这样进行
暴力递归
base case 是 i 走完 s1 或 j 走完 s2,可以直接返回另一个字符串剩下的长度。对于每对儿字符 s1[i] 和 s2[j],可以有四种操作:
if s1[i] == s2[j]: 啥都别做(skip) i, j 同时向前移动 else: 三选一: 插入(insert) 删除(delete) 替换(replace)
有这个框架,问题就已经解决了。读者也许会问,这个「三选一」到底该怎么选择呢?很简单,全试一遍,哪个操作最后得到的编辑距离最小,就选谁
int minDistance(String s1, String s2) { int m = s1.length(), n = s2.length(); // i,j 初始化指向最后一个索引 return dp(s1, m - 1, s2, n - 1); } // 定义:返回 s1[0..i] 和 s2[0..j] 的最小编辑距离 int dp(String s1, int i, String s2, int j) { // base case if (i == -1) return j + 1; if (j == -1) return i + 1; if (s1.charAt(i) == s2.charAt(j)) { return dp(s1, i - 1, s2, j - 1); // 啥都不做 } return min( dp(s1, i, s2, j - 1) + 1, // 插入 dp(s1, i - 1, s2, j) + 1, // 删除 dp(s1, i - 1, s2, j - 1) + 1 // 替换 ); } int min(int a, int b, int c) { return Math.min(a, Math.min(b, c)); }
情况一:什么都不做
if s1[i] == s2[j]: return dp(s1, i - 1, s2, j - 1); # 啥都不做 # 解释: # 本来就相等,不需要任何操作 # s1[0..i] 和 s2[0..j] 的最小编辑距离等于 # s1[0..i-1] 和 s2[0..j-1] 的最小编辑距离 # 也就是说 dp(i, j) 等于 dp(i-1, j-1)
如果 s1[i] != s2[j]
,就要对三个操作递归了
情况二:插入操作
dp(s1, i, s2, j - 1) + 1, # 插入 # 解释: # 我直接在 s1[i] 插入一个和 s2[j] 一样的字符 # 那么 s2[j] 就被匹配了,前移 j,继续跟 i 对比 # 别忘了操作数加一
插入操作
情况三:删除操作
dp(s1, i - 1, s2, j) + 1, # 删除 # 解释: # 我直接把 s[i] 这个字符删掉 # 前移 i,继续跟 j 对比 # 操作数加一
情况四:替换操作
dp(s1, i - 1, s2, j - 1) + 1 # 替换 # 解释: # 我直接把 s1[i] 替换成 s2[j],这样它俩就匹配了 # 同时前移 i,j 继续对比 # 操作数加一
a字符被替换为p字符
int dp(i, j) { dp(i - 1, j - 1); // #1 dp(i, j - 1); // #2 dp(i - 1, j); // #3 }
对于子问题 dp(i-1, j-1)
,如何通过原问题 dp(i, j)
得到呢?有不止一条路径,比如 dp(i, j) -> #1
和 dp(i, j) -> #2 -> #3
。一旦发现一条重复路径,就说明存在巨量重复路径,也就是重叠子问题
动态规划
接下来用DP table来优化一下,降低重复子问题,首先明确 dp 数组的含义,dp 数组是一个二维数组,长这样
有了之前递归解法的铺垫,应该很容易理解。dp[..][0] 和 dp[0][..]
对应 base case,dp[i][j] 的含义和之前的 dp 函数类似
- 替换操作:word1的
0~i-1
位置与word2的0~j-1
位置的字符都相同,只是当前位置的字符不匹配,进行替换操作后两者变得相同dp[i-1][j-1]
表示需要进行替换操作才能转到dp[i][j], 所以此时dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1
(这个加1代表执行替换操作) - 删除操作: 若此时word1的
0~i-1
位置与word2的0~j
位置已经匹配了,此时多出了word1的i位置字符,应把它删除掉,才能使此时word1的0~i
(这个i是执行了删除操作后新的i)和word2的0~j
位置匹配,因此此时dp[i][j]=dp[i-1][j]+1
(这个加1代表执行删除操作) - 插入操作:若此时word1的
0~i
位置只是和word2的0~j-1
位置匹配,此时只需要在原来的i位置后面插入一个和word2的j位置相同的字符使得此时的word1的0~i
(这个i是执行了插入操作后新的i)和word2的0~j
匹配得上,所以此时dp[i][j]=dp[i][j-1]+1
(这个加1代表执行插入操作)
有了之前递归解法的铺垫,应该很容易理解。dp[..][0]
和 dp[0][..]
对应 base case,dp[i][j]
的含义和之前的 dp 函数类似
int dp(String s1, int i, String s2, int j) // 返回 s1[0..i] 和 s2[0..j] 的最小编辑距离
dp 函数的 base case 是 i, j 等于 -1,而数组索引至少是 0,所以 dp 数组会偏移一位
dp[i-1][j-1] // 存储 s1[0..i] 和 s2[0..j] 的最小编辑距离
既然 dp 数组和递归 dp 函数含义一样,也就可以直接套用之前的思路写代码,唯一不同的是,DP table 是自底向上求解,递归解法是自顶向下求解
int minDistance(String s1, String s2) { int m = s1.length(), n = s2.length(); // 定义:s1[0..i] 和 s2[0..j] 的最小编辑距离是 dp[i+1][j+1] int[][] dp = new int[m + 1][n + 1]; // base case for (int i = 1; i <= m; i++) dp[i][0] = i; for (int j = 1; j <= n; j++) dp[0][j] = j; // 自底向上求解 for (int i = 1; i <= m; i++) { for (int j = 1; j <= n; j++) { if (s1.charAt(i-1) == s2.charAt(j-1)) { dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]; } else { dp[i][j] = min( dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1, dp[i - 1][j - 1] + 1 ); } } } // 储存着整个 s1 和 s2 的最小编辑距离 return dp[m][n]; } int min(int a, int b, int c) { return Math.min(a, Math.min(b, c)); }
代码实现
给出代码实现基本档案
基本数据结构:数组
辅助数据结构:无
算法:动态规划
技巧:无
其中数据结构、算法和技巧分别来自:
- 10 个数据结构:数组、链表、栈、队列、散列表、二叉树、堆、跳表、图、Trie 树
- 10 个算法:递归、排序、二分查找、搜索、哈希算法、贪心算法、分治算法、回溯算法、动态规划、字符串匹配算法
- 技巧:双指针、滑动窗口、中心扩散
当然包括但不限于以上
import java.util.*; // 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息 class Solution { // 编辑距离,返回两个字符串操作的最小距离 public int minDistance(String word1, String word2) { // 1 入参校验 if(word1.length() < 1 && word2.length() < 1) { return 0; } // 2 定义行列长度,word1作为竖,word2作为行 int m = word1.length(); int n = word2.length(); // 定义:s1[0..i] 和 s2[0..j] 的最小编辑距离是 dp[i+1][j+1] int[][] dp = new int[m + 1][n + 1]; // 4 初始化base case for(int i = 1; i <= m; i++) { dp[i][0] = i; } for(int j = 1; j <= n; j++) { dp[0][j] = j; } // 5 状态转移方程:自底向上求解,从头开始比较,i=0和j=0的位置初始化为基本操作数 for(int i = 1; i <= m; i++) { for(int j = 1; j <= n; j++) { if(word1.charAt(i-1) == word2.charAt(j-1)) { dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]; }else { dp[i][j] = minCompare(dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1, dp[i - 1][j - 1] + 1); } } } return dp[m][n]; } private int minCompare(int a, int b, int c) { return Math.min(a, Math.min(b, c)); } }
- 第一行,是 word1 为空,变成 word2 最少步数,就是插入操作
- 第一列,是 word2 为空,word1要变为word2(也就是空)需要的最少步数,就是删除操作
(一)、当word1[i]==word2[j]时,由于遍历到了i和j,说明word1的0~i-1和word2的0~j-1的匹配结果已经生成, 由于当前两个字符相同,因此无需做任何操作,dp[i][j]=dp[i-1][j-1] (二)、当word1[i]!=word2[j]时,可以进行的操作有3个: ① 替换操作:可能word1的0~i-1位置与word2的0~j-1位置的字符都相同, 只是当前位置的字符不匹配,进行替换操作后两者变得相同, 所以此时dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1(这个加1代表执行替换操作) ②删除操作:若此时word1的0~i-1位置与word2的0~j位置已经匹配了, 此时多出了word1的i位置字符,应把它删除掉,才能使此时word1的0~i(这个i是执行了删除操作后新的i) 和word2的0~j位置匹配,因此此时dp[i][j]=dp[i-1][j]+1(这个加1代表执行删除操作) ③插入操作:若此时word1的0~i位置只是和word2的0~j-1位置匹配, 此时只需要在原来的i位置后面插入一个和word2的j位置相同的字符使得 此时的word1的0~i(这个i是执行了插入操作后新的i)和word2的0~j匹配得上, 所以此时dp[i][j]=dp[i][j-1]+1(这个加1代表执行插入操作) ④由于题目所要求的是要最少的操作数:所以当word1[i] != word2[j] 时, 需要在这三个操作中选取一个最小的值赋格当前的dp[i][j] (三)总结:状态方程为: if(word1[i] == word2[j]): dp[i][j] = dp[i-1][j-1] else: min(dp[i-1][j-1],dp[i-1][j],dp[i][j-1])+1 PS:大佬的代码中word1.charAt(i-1)==word2.charAt(j-1)的原因是: 初始化DP Table时dp[i][0]和dp[0][j]已经填写完成,所以接下来填表需要从1开始, 但是字符的比较需要从0开始,因此才这样子写
复杂度分析
时间复杂度:O(N^2),这里 N 是数组的长度,我们写了两个 for 循环,每个 for 循环的时间复杂度都是线性的;
空间复杂度:O(N),要使用和输入数组长度相等的状态数组,因此空间复杂度是 O(N)。