动态规划之最长公共子序列------2012年12月22日
今天是2012年12月22日。今天的算法练习题是最长公共子序列的长度求解。
此题初看时，感觉问题非常复杂，要求解两个序列的最长的(可以不连续)的公共子序列。但是，"将复杂的问题分解成简单的问题"是基本的程序设计思想。分治法是将一个大问题分解成多个相似的小问题，而本题采用的动态规划算法，则是将复杂的问题分解成一系列的相似的子问题。另外，将所求解的子问题的解通过数组等容器保存起来，来节省重复求解相同子问题的时间，是动态规划算法的一个很重要的思想:备忘录思想。
另外，本题还将采用逆向的思路，这与常规的顺序的思路相悖。str1[a],str2[b]两个字符串，不是从左至右的考虑，而是从右至左的方向。
分析过程如下:
str1[a],str1[b]是待求最长公共子序列的两个字符串，假设result[c]就是其最长公共子序列。
那么就有以下3种情况。
1.如果str1[a-1]==str2[b-1]，那么肯定有result[c-1]=str1[a-1]=str2[b-1],即最后一个元素一定是最长公共子序列的一部分。那么，就可以不再考虑str1[a-1],str2[b-1],result[c-1],从他们之前的元素开始讨论，也就是意味着，result[c-2]及之前的元素就是str1[a-2]之前的元素与str[b-2]之前的元素的最长公共子序列。
2.如果str1[a-1]!=str2[b-1],而且result[c-1]!=str1[a-1]，那么就可以肯定,str1[a-1]不在最长公共子序列中，也就是说，result[c-1]及之前的元素就是str1[a-2]之前的元素与str2[b-1]之前的元素的最长公共子序列。
3.如果str1[a-1]!=str2[b-1],而且result[c-1]!=str2[b-1]，类似的，就可以肯定,str1[b-1]不在最长公共子序列中，也就是说，result[c-1]及之前的元素就是str1[a-1]之前的元素与str2[b-2]之前的元素的最长公共子序列。
由此，可以得到递归方程。(ps:我不知道在这里如何插入公式，如果您知道，请告诉小弟我，非常感谢!)
max_len[i][j]=0 如果i<=0 || j<=0 (当一个序列长度为0时，也就没有意义)
=1 +max_len[i-1][j-1] 如果str1[i-1]==str2[j-1] (对应上面第1种情况)
=MAX(max_len[i-1][j],max_len[i][j-1]) 如果str1[i-1]!=str2[j-1] (对应上面第2,3种情况)
思路已经很清晰了，代码如下:
最长公共子序列
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #define MAX 100 4 5 int max(int num1,int num2); 6 7 //记录a[i],b[j]的最长公共子序列的长度 8 int max_len[MAX+2][MAX+2]={0}; 9 10 char a[MAX]="abcde";11 char b[MAX]="afffbcde";12 13 int main()14 {15 int len_a=strlen(a);16 int len_b=strlen(b);17 int result_max=0;18 int i,j;19 LCS(len_a,len_b); 20 for(i=1;i<=len_a;i++)21 {22 for(j=1;j<=len_b;j++) 23 {24 if(result_max<=max_len[i][j]) 25 result_max=max_len[i][j];26 }27 }28 printf("result: %d\n",result_max);29 return 0;30 }31 32 int LCS(int m,int n)33 {34 if(m<=0 || n<=0)35 return 0;36 else if(a[m-1]==b[n-1])37 {38 return (max_len[m][n]=LCS(m-1,n-1)+1);39 }40 else41 return (max(LCS(m,n-1),LCS(m-1,n)));42 }43 44 int max(int num1,int num2)45 {46 return (num1>num2?num1:num2);47 }明天得把具体的最长公共子序列给打印出来。
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