当仅使用 2 * min(m, n) 个条目和 o(1) 个额外空间计算 LCS(最长公共子序列)的长度时,我们可以使用滚动数组技术。 此方法的核心思想是仅使用上一行的数据填充 dp 表,因为当前行中的数据仅依赖于上一行中的数据。 这样我们就可以避免存储整个二维数组而只存储一行。
首先,我们创建一个长度为 n + 1 的数组 dp,其中 dp[j] 表示 str1 的前 i 个字符和 str2 的前 j 个字符的 LCS 长度。 由于我们只需要上一行的数据,因此我们可以在计算新行时覆盖旧行的数据。
下面是使用 go 的实现示例:
package main import ( "fmt") func lcslength(str1, str2 string) int padding dp table for i := 1; i <= m;i++ else prev = curr } 返回 lcs 返回 dp[n] }func max(a, b int) int return b } func main() 的长度。
现在,为了进一步优化空间复杂度以仅使用 min(m, n) 个条目和 o(1) 个额外空间,我们可以使用两个 min(m, n) +1 的数组来交替存储每行的数据。 这可以通过一个额外的变量来完成,以跟踪当前正在使用的数组。
下面是使用 go 的实现示例:
package main import ( "fmt") func lcslength(str1, str2 string) int 交替更新 i 的 dp 表 := 1 使用两个数组交替更新; i <= m;i++ else prev = curr } swap array dp1, dp2 = dp2, dp1 } else return b}func lcslength(x, y int) int c := make(int, n+1) for i := 0; i <= m; i++ else if x[i-1] == y[j-1] else }return c[n]}func main() y := int fmt.println("length of lcs is", lcslength(x, y))}
在这个程序中,我们只保留当前行和上一行的数据,并用变量 last 和 curr 标记这两行。 在每次迭代中,我们将 curr 的值设置为 1-last,然后将 last 的值设置为 curr。 这允许我们在每次迭代时交换 curr 和 last 的值,这样我们就可以只用 min(m,n) 个条目和 o(1) 的额外空间来做同样的事情。
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我们可以修改前面的 memo 方法,仅使用 2min(m, n) 个条目和 o(1) 个额外的空格。 让我们从创建一个二维数组 c 开始,其中 c[i][j] 存储 x[0....i] 和 y[0....J]. 然后,我们使用两个指针 i 和 j 在 x 和 y 中移动,计算每个 c[i][j] 的值。 移动指针时,我们只需要保留上一行和当前行的条目,这样我们就可以使用 2min(m, n) 个条目。
以下是它在 GO 中的作用:
package main func lcslength(x string, y string, m int, n int) int c := make(int, m+1) for i := range c for i := 1; i <= m; i++ else }return c[m][n]} func max(a, b int) int return b } func main()
为了只使用 min(m, n) 条目和 o(1) 的额外空间,我们可以稍微修改上面的方法。 我们仍然使用二维数组 c,但这次我们只保留当前行的条目。 移动指针时,我们只需要保留当前行中的左右条目,这样我们就可以使用 min(m, n) 条目。
以下是它在 GO 中的作用:
package main func lcslength(x string, y string, m int, n int) int c := make(int, n+1) for i := 1; i <= m; i++ else if c[j] >right if i > m-j+1 }return right } func max(a, b int) int return b } func main()
在本例中,我们使用两个变量 left 和 right 分别表示当前行中最左边和最右边的条目。 当我们遍历 y 时,我们不断更新这两个变量,并在末尾返回,即 x 和 y 的 LCS 长度。
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首先,让我们解释如何使用 2*min(m, n) 条目和 o(1) 的额外空间计算最长公共子序列 (LCS) 的长度。 这个问题可以使用动态规划来解决。 动态规划是一种将问题分解为更小的子问题并存储这些子问题的解决方案以避免重复计算的方法。
我们可以定义一个二维数组 dp[i][j],其中 dp[i][j] 表示字符串 x 的前 i 个字符和字符串 y 的前 j 个字符的最长公共子序列的长度。 然后,我们可以根据以下规则填充此数组:
1.如果 x[i] == y[j],则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1] +1。
2.如果 x[i]!= y[j],则 dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])。
为了仅使用 2*min(m, n) 条目,我们只能将数据存储在 min(m, n) 行和 min(m, n) 列中,因为其他数据可以通过填充规则从这些数据中推导出来。
现在,让我们使用 go 语言来实现这个算法:
package mainimport ( "fmt"func lcslength(x string, y string) int minlen := min(m, n) 初始化 dp 数组 dp := make(int, minlen+1) for i := range dp padding dp array for i := 1; i <= m; i++ else }return dp[m][n]}func min(a, b int) int return b}func max(a, b int) int return b}func main()
接下来,我们将解释如何仅使用 min(m, n) 条目和 o(1) 的额外空间来做同样的事情。 我们可以通过从后到前填充动态编程数组来做到这一点。 这样,我们只需要存储一行或一列数据,因为可以从填充规则中推导出其他数据。
以下是它在 GO 中的作用:
package mainimport ( "fmt")func lcslength(x string, y string) int minlen := min(m, n) 初始化 dp 数组 var dp int dp = make(int, minlen+1) 从后到前填充 dp 数组 i := n; i >= 1; i-- else prev =
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to compute the length of the longest common subsequence (lcs) using only 2*min(m, n) space plus o(1) additional space, you can use a technique called space optimization in the dp approach. here's a go implementation that demonstrates how to achieve this by only filling in necessary cells in the dp table:
package mainimport "fmt"// lcslength computes the length of the lcs using space optimization.func lcslength(x, y string) int if dp[idx] >0 len1 := lcslength(xidx-1, yidx) len2 := lcslength(xidx, yidx-1) if x[xidx-1] == y[yidx-1] else }// tr**erse the strings in the order that minimizes the space complexity. // this is achieved by starting with the longer string and then the shorter one. if m > n }else }return dp[idx]}// max returns the larger of two integers.func max(a, b int) int return b}func main()
this implementation **oids filling the entire dp table by only working on the cells that contribute to the lcs length. the lcslength function is the recursive part that calculates the length at each position, updating the dp array and the current index idx.
to reduce the space usage further, to just min(m, n) space plus o(1) additional space, you can use a stack or a queue to keep track of the indices instead of the dp array. however, this approach would require a more complex recursive function that maintains the stack or queue, which could make the code less clear.
the above code is optimized for space complexity, but due to its recursive nature, it may use more stack space than an iterative version. an iterative implementation with a stack could be used to ensure that the space complexity is truly o(1), but it would be more complex and likely not provide any significant performance improvements unless you are dealing with extremely large strings.
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在解释如何使用 2*min(m,n) 条目和表 C 中 O(1) 的额外空间计算 LCS 长度之前,让我们先了解一下 LCS(最长公共子序列)的概念。
LCS 问题有两个序列 x 和 y,以找到最长的公共子序列。 子序列是通过从原始序列中删除多个元素而获得的新序列,不需要删除元素的相对位置。 例如,序列 X:ABCD,序列 Y:ACDF,它们的 LCS 是 ACD。
以下是基于 2*min(m,n) 个条目和 o(1) 个额外空格的解决方案:
1.初始化分别指向序列 x 和 y 开头的两个指针 i 和 j。 2.创建一个大小为 2*min(m,n) 的数组 c 以保存临时计算结果。 3.对于每个 i 和 j,依次比较 x[i] 和 y[j] 的元素:如果 x[i] 和 y[j] 相等,则将 c[(i-1)%2][j%2] 的值乘以 1,并将 c[i%2][j%2] 更新为 c[(i-1)%2][j%2] 的值。 否则,将 c[i%2][j%2] 更新为 c[i%2][(j-1)%2] 和 c[(i-1)%2][j%2] 中的较大值。 4.返回 C[(M-1)%2][N%2] 作为 LCS 的长度。 下一个解决方案是仅使用 min(m,n) 个条目和 o(1) 个额外的空格:
1.初始化 min(m,n) 的指针 i 和数组 c 以保存临时计算的结果。 2.对于每个 i,依次比较 x[i] 和 y[i] 的元素:如果 x[i] 和 y[i] 相等,则将 c[i] 的值加 1,并将 c[i] 更新为 c[i-1] 的值。 否则,将 c[i] 更新为 c[i-1] 和 c[i] 中的较大值。 3.返回 C[min(m,n)-1] 作为 LCS 的长度。 下面是使用 Go 语言实现上述两种算法的示例:
package mainimport ( "fmt")func lcslengthusing2tables(x, y string, m, n int) int for i := 0; i <= m; i++ else if x[i-1] == y[j-1] else }return c[m%2][n%2]}func lcslengthusing1table(x, y string, m, n int) int else prev = temp } return c[n]}func max(a, b int) int return b}func main()
希望以上答案对您有所帮助! 如果您有任何问题,请随时提问。
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要仅使用 2*min(m, n) 表条目计算 LCS 的长度,您可以使用滚动数组的概念。 这是它在 Go 中的样子:
package mainimport ( "fmt")func lcslength(x, y string) int c := make(int, 2*n+1) 表 c 只需要 2*min(m,n) 个条目 i := 0; i <= m; i++ else if x[i-1] == y[j-1] else if c[prevrow*(n+1)+j] >= c[currrow*(n+1)+j-1] else }return c[m%2*(n+1)+n]}func main()
此**使用滚动数组来存储计算结果,从而减少条目数。 在每次迭代中,只保留当前行和上一行的结果,并通过模运算确定相应的索引位置。 最后,将表C中(m%2)*(n+1)+n对应的值作为LCS的长度返回。
要仅使用 min(m, n) 个条目执行相同的工作,并使用 o(1) 的额外空间,您可以使用贪婪算法。 这是它在 Go 中的样子:
package mainimport ( "fmt")func lcslength(x, y string) int currrow := make(int, n+1) prevrow := make(int, n+1) for i := 0; i <= m; i++ else if x[i-1] == y[j-1] else if prevrow[j] >= currrow[j-1] else }copy(prevrow, currrow) }return currrow[n]}func main()
**使用prevrow和currrow两个数组来存储计算结果,每次迭代只需要访问上一行的数据。 通过复制数组来更新当前行的结果。 最终返回 currrow[n] 作为 LCS 的长度。
这两种方法都可用于计算 LCS 长度,具有更少的条目和额外的空间。
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为了计算两个序列的最长公共子序列(LCS)的长度,我们可以使用动态规划的方法。 在标准动态规划方法中,我们使用二维数组 dp 来存储子问题的解,其中 dp[i][j] 表示序列 x 的前 i 个元素和序列 y 的前 j 个元素的 LCS 长度。 该方法的空间复杂度为 o(m * n)。
为了降低空间复杂性,我们可以使用滚动数组技术,该技术仅保留计算当前和先前状态所需的信息。 通过这种方式,我们可以将空间复杂度降低到 o(min(m, n))。 以下是在 go 语言中实现此方法的方法**:
package mainimport ( "fmt"lcs 函数计算两个序列的最长公共子序列的长度func lcs(x, y string) int 创建一个大小为 min(m, n) +1 dp 的一维数组 := make(int, n+1) for i := 1; i <= m;i++ else } 返回最长的公共子序列的长度 return dp[n]} max 返回两个整数的最大值 func max(a, b int) int return b}func main().
在此实现中,我们首先确保 x 是一个较短的序列。 然后,我们创建一个大小为 n+1(n 是 y 的长度)的一维数组 dp。 在计算过程中,我们只更新 dp 数组的当前和以前的状态。 这样,我们就不需要存储 m * n 的整个二维数组,从而将空间复杂度降低到 o(min(m, n))。
在仅使用 min(m, n) 条目的情况下,我们可以使用两个一维数组 prev 和 curr 来交替存储有关先前和当前状态的信息。 这种方法的时间复杂度仍为o(m * n),但空间复杂度降低到o(min(m, n))。 下面是实现此方法的 go 语言:
package mainimport ( "fmt"lcs 函数计算两个序列的最长公共子序列的长度func lcs(x, y string) int 创建两个一维数组,每个数组的大小为 n+1 prev := make(int, n+1) curr := make(int, n+1) for i := 1; i <= m;i++ else } swap prev and curr prev, curr = curr, prev } 返回最长的公共子序列的长度 return prev[n]} max 返回两个整数的最大值 func max(a, b int) int return b}func main().
在此实现中,我们使用两个一维数组 prev 和 curr 来交替存储有关先前和当前状态的信息。 在每次迭代中,我们都会更新 curr 数组,并在迭代结束时交换 prev 和 curr 的角色。 这样,我们只需要 min(m, n) 个条目即可完成计算。
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要使用 2*min(m, n) 个条目和 o(1) 的额外空间计算 LCS 的长度,我们可以使用滚动数组的方法。 下面是使用 Go 语言实现的算法:
package mainimport ( "fmt")func lcslengthrolling(x, y string) int c := make(int, 2) for i := range c for i := 1; i <= m; i++ else }return c[m%2][n]}func max(a, b int) int return b}func main()
要使用 min(m, n) 条目和 o(1) 的额外空间计算 LCS 的长度,我们可以使用一维数组并在计算过程中覆盖旧值。 下面是使用 Go 语言实现的算法:
package mainimport ( "fmt")func lcslengthmin(x, y string) int c := make(int, n+1) for i := 1; i <= m; i++ else prev = temp } return c[n]}func max(a, b int) int return b}func main()
两种实现都可以在 o(mn) 的时间复杂度内计算 LCS 的长度,但分别使用 o(min(m, n)) 和 o(2*min(m, n)) 的空间复杂度。
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