最长公共子序列(经典动态规划问题)

简介: 最长公共子序列(经典动态规划问题)

给定两个长度分别为 N 和 M 的字符串 A 和 B,求既是 A 的子序列又是 B 的子序列的字符串长度最长是多少。


输入格式

第一行包含两个整数 N 和 M。


第二行包含一个长度为 N 的字符串,表示字符串 A。


第三行包含一个长度为 M 的字符串,表示字符串 B。


字符串均由小写字母构成。


输出格式

输出一个整数,表示最大长度。


数据范围

1≤N,M≤1000

输入样例:
1. 4 5
2. acbd
3. abedc
输出样例:
3

思路:


需要求解既是字符串 A 的子序列又是字符串 B 的子序列的最长字符串长度。我们可以使用一个二维数组 dp 来记录状态,其中 dp[i][j] 表示 A 的前 i 个字符和 B 的前 j 个字符中,既是 A 的子序列又是 B 的子序列的字符串的最大长度。



具体的动态规划转移方程如下:

dp[i][j] = max(dp[i][j-1], dp[i-1][j]);
if (a[i] == b[j]) {
    dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i-1][j-1] + 1);
}

解释:


dp[i][j-1] 表示在字符串 A 的前 i 个字符和 B 的前 j-1 个字符中,既是 A 的子序列又是 B 的子序列的最大长度。

dp[i-1][j] 表示在字符串 A 的前 i-1 个字符和 B 的前 j 个字符中,既是 A 的子序列又是 B 的子序列的最大长度。

如果 a[i] == b[j],说明当前字符相同,那么可以在前一个状态的基础上加上当前相同的字符,即 dp[i-1][j-1] + 1。

最终的答案即为 dp[n][m],其中 n 和 m 分别是字符串 A 和 B 的长度。

完整带注释代码:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <algorithm>
 
const int N = 1010;
char a[N], b[N];
int dp[N][N];
 
int main() {
    // 读取输入数据
    int n, m;
    cin >> n >> m >> a + 1 >> b + 1;
 
    // 动态规划填表
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            // 状态转移方程:dp[i][j] 表示 A 的前 i 个字符和 B 的前 j 个字符中,
            // 既是 A 的子序列又是 B 的子序列的字符串的最大长度。
            dp[i][j] = max(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]);
            if (a[i] == b[j])
                dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - 1][j - 1] + 1);
        }
    }
 
    // 输出结果,最大长度即为 dp[n][m]
    cout << dp[n][m] << endl;
 
    return 0;
}
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