各位题友大家好! 今天是 @负雪明烛 坚持日更的第 69 天。今天力扣上的每日一题是「1143. 最长公共子序列」。

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,动态规划也是有套路的: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]B[0:j] 之间匹配得到的想要的结果。

状态定义

比如对于本题而言,可以定义 dp[i][j] 表示 text1[0:i-1]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]text2[0:j] ,是为了方便当 i = 0 或者 j = 0 的时候,dp[i][j]表示的为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 0.

状态转移方程
知道状态定义之后,我们开始写状态转移方程。

  • 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] + 1;举个例子,比如对于 acbc 而言,他们的最长公共子序列的长度等于 ac 的最长公共子序列长度 0 + 1 = 1。
    - 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 acebc 而言,他们的最长公共子序列的长度等于 ① aceb 的最长公共子序列长度0 与 ② acbc 的最长公共子序列长度1 的最大值,即 1。

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 0.
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 0.
综上,当 i = 0 或者 j = 0 时,dp[i][j] 初始化为 0.

最终返回结果

由于 dp[i][j] 的含义是 text1[0:i-1]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

经过上面的分析,我们可以得到下面的代码。

  1. class Solution(object):
  2. def longestCommonSubsequence(self, text1, text2):
  3. M, N = len(text1), len(text2)
  4. dp = [[0] * (N + 1) for _ in range(M + 1)]
  5. for i in range(1, M + 1):
  6. for j in range(1, N + 1):
  7. if text1[i - 1] == text2[j - 1]:
  8. dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1
  9. else:
  10. dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1])
  11. return dp[M][N]
  • 时间复杂度:$O(MN)$
  • 空间复杂度:$O(MN)$

躲坑

如果你是用 python 刷题,需要注意 dp二维数组 的初始化,如果你的声明方式是下面这样,那么就是错的。

  1. dp = [[0] * N ] * M

我们知道一维数组可以用 [0] * N 这种声明方式。但是二维数组不能用上面的声明方式,这会导致 dp 中的每行的列表是同一个 id,所以对其中一行的操作都会表现为每一行的操作,如下所示。

image.png

所以,在 Python 中声明二维数组的正确方式应该是:

  1. dp = [[0] * N for _ in range(M)]

这里利用 for 循环生成每一行,则每一行都是全新的,那么就不会产生上面的问题。

image.png

刷题心得

坚持写题解两个多月,我对动态规划越来越熟悉了,发现基本上也都是套路。大家不要因为动态规划难,所以遇到动态规划就躲着走。刷题是补短板的过程,越是不懂,就越要学会和练习它。学习就是死磕自己的舒适区,希望大家不要沉醉于自己擅长的分类,要把每个分类的经典题目都做做,这样才能获得真正的进步。与君共勉。

参考资料:代码随想录


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