C++ 中计算两个字符串的公共子序列


给定两个字符串,假设为 str1 和 str2,它们包含字符,任务是计算这两个字符串中的公共子序列。在下面的程序中,我们使用动态规划,为此我们需要了解什么是动态规划以及它可以用于哪些问题。

动态规划方法类似于分治法,它将问题分解成越来越小的子问题。但与分治法不同的是,这些子问题不是独立解决的。相反,这些较小子问题的结果会被记住并用于类似或重叠的子问题。

动态规划用于存在可以分解成类似子问题的问题,以便可以重用其结果。通常,这些算法用于优化。在解决手头的子问题之前,动态算法会尝试检查先前解决的子问题的结果。子问题的解决方案被组合起来以获得最佳解决方案。

所以我们可以说 -

Input − string str1 = “abc”
      String str2 = “ab”
Output − count is 3

解释 - 从给定的字符串中形成的公共子序列为:{‘a’, ‘b’ , ‘ab’}。

Input − string str1 = “ajblqcpdz”
      String str2 = “aefcnbtdi”
Output − count is 11

公共子序列是 - 从给定的字符串中形成的公共子序列为:{“a”, “b”, “c”, “d”, “ab”, “bd”, “ad”, “ac”, “cd”, “abd”, “acd” }

下面程序中使用的步骤如下

  • 输入两个字符串,假设为 str1 和 str2。

  • 使用 length() 函数计算给定字符串的长度,该函数将根据字符串中的字符数返回一个整数值,并将其存储在 str1 的 len1 和 str2 的 len2 中。

  • 创建一个二维数组来实现动态规划,假设为 arr[len1+1][len2+1]

  • 开始循环,从 i=0 到 i 小于 len1

  • 在循环内部,开始另一个循环,从 j=0 到 j 小于 len2

  • 在循环内部,检查 IF str1[i-1] = str2[j-1],然后设置 arr[i][j] = 1 + arr[i][j-1] + arr[i-1][j]

  • 否则,则设置 arr[i][j] = arr[i][j-1] + arr[i-1][j] = arr[i-1][j-1]

  • 返回 arr[len1][len2]

  • 打印结果。

示例

 在线演示

#include <iostream>
using namespace std;
// To count the number of subsequences in the string
int countsequences(string str, string str2){
   int n1 = str.length();
   int n2 = str2.length();
   int dp[n1+1][n2+1];
   for (int i = 0; i <= n1; i++){
      for (int j = 0; j <= n2; j++){
         dp[i][j] = 0;
      }
   }
   // for each character of str
   for (int i = 1; i <= n1; i++){
      // for each character in str2
      for (int j = 1; j <= n2; j++){
         // if character are same in both
         // the string
         if (str[i - 1] == str2[j - 1]){
            dp[i][j] = 1 + dp[i][j - 1] + dp[i - 1][j];
         }
         else{
            dp[i][j] = dp[i][j - 1] + dp[i - 1][j] - dp[i - 1][j - 1];
         }
      }
   }
   return dp[n1][n2];
}
int main(){
   string str = "abcdejkil";
   string str2 = "bcdfkaoenlp";
   cout <<"count is: "<<countsequences(str, str2) << endl;
   return 0;
}

示例

如果我们运行上述代码,我们将得到以下输出 -

count is: 51

更新于: 2020年5月15日

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