代码随想录算法训练营day43

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复习115不同的子序列

class Solution {
public:
    int numDistinct(string s, string t) {
        //采用动态规划的方式进行迭代,同时,题设使用的是字符,所以使用vector的时候应当使用unint64_t模板
        vector<vector<uint64_t>> dp(s.size() + 1, vector<uint64_t>(t.size() + 1));
        //在递推迭代公式的基础上,应当对最上行和最右列初始化
        //思考怎么对列进行初始化,因为dp[i][0]存储以i-1为结尾的数组种,含有空字符串的个数,初始化为1
        for(int i=0;i<=s.size();i++){
            dp[i][0]=1;
        }
        //dp[0][j]存储表示空字符串0含有以j-1为结尾的子字符串个数,所以应当初始化为0;
        for(int i=0;i<=t.size();i++){
            dp[0][i]=0;
        }
        //不要忘记初始化dp[0][0]=1;
        dp[0][0]=1;
        //执行递推迭代公式
        for(int i=1;i<=s.size();i++){//从i=1开始,因为存储内容是指在i-1字符串内满足条件的长度,同理j=1;
            for(int j=1;j<=t.size();j++){
                //注意,满足匹配条件和不满足匹配条件的区别
                if(s[i-1]==t[j-1]) dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+dp[i-1][j];//前者是当前匹配时的个数,后者包括不匹配的其他情况
                else
                dp[i][j]=dp[i-1][j];
            }
        }
        return dp[s.size()][t.size()];
        
    }
};

583.两个字符串的删除操作 难点解析: 1.初始化的区别设计 2.状态转移方程的具体安排

class Solution {
public:
    int minDistance(string word1, string word2) {
        //采用动态规划算法
        //设计二维dp数组,i,j分别表示遍历到word1第i个元素,word2第j个元素,存储前i-1,j-1个元素中需要删除多少个元素
        vector<vector<int>> dp(word1.size()+1,vector<int>(word2.size()+1));//注意,规模必须加一
        //初始化设计
        //对列进行初始化
        for(int i=0;i<=word1.size();i++) dp[i][0]=i;
        //对行进行初始化
        for(int i=0;i<=word2.size();i++) dp[0][i]=i;
        //执行递推数组,引入状态转移方程
        for(int i=1;i<=word1.size();i++){//注意是从1开始的
            for(int j=1;j<=word2.size();j++){
                if (word1[i - 1] == word2[j - 1]) {
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
                } else {
                    dp[i][j] = min(dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1);
                }
            }
        }
        return dp[word1.size()][word2.size()];
    }
};

72.编辑距离 难点在于状态转移方程的解析 在确定递推公式的时候,首先要考虑清楚编辑的几种操作,整理如下:

if (word1[i - 1] == word2[j - 1])
    不操作
if (word1[i - 1] != word2[j - 1])
    增
    删
    换

也就是如上4种情况。

if (word1[i - 1] == word2[j - 1]) 那么说明不用任何编辑,dp[i][j] 就应该是 dp[i - 1][j - 1],即dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];

此时可能有同学有点不明白,为啥要即dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]呢?

那么就在回顾上面讲过的dp[i][j]的定义,word1[i - 1] 与 word2[j - 1]相等了,那么就不用编辑了,以下标i-2为结尾的字符串word1和以下标j-2为结尾的字符串word2的最近编辑距离dp[i - 1][j - 1]就是 dp[i][j]了。

在下面的讲解中,如果哪里看不懂,就回想一下dp[i][j]的定义,就明白了。

在整个动规的过程中,最为关键就是正确理解dp[i][j]的定义!

if (word1[i - 1] != word2[j - 1]),此时就需要编辑了,如何编辑呢?

  • 操作一:word1删除一个元素,那么就是以下标i - 2为结尾的word1 与 j-1为结尾的word2的最近编辑距离 再加上一个操作。

即 dp[i][j] = dp[i - 1][j] + 1;

  • 操作二:word2删除一个元素,那么就是以下标i - 1为结尾的word1 与 j-2为结尾的word2的最近编辑距离 再加上一个操作。

即 dp[i][j] = dp[i][j - 1] + 1;

这里有同学发现了,怎么都是删除元素,添加元素去哪了。

word2添加一个元素,相当于word1删除一个元素,例如 word1 = "ad" ,word2 = "a"word1删除元素'd' 和 word2添加一个元素'd',变成word1="a", word2="ad", 最终的操作数是一样! dp数组如下图所示意的:

            a                         a     d
   +-----+-----+             +-----+-----+-----+
   |  0  |  1  |             |  0  |  1  |  2  |
   +-----+-----+   ===>      +-----+-----+-----+
 a |  1  |  0  |           a |  1  |  0  |  1  |
   +-----+-----+             +-----+-----+-----+
 d |  2  |  1  |
   +-----+-----+

操作三:替换元素,word1替换word1[i - 1],使其与word2[j - 1]相同,此时不用增删加元素。

可以回顾一下,if (word1[i - 1] == word2[j - 1])的时候我们的操作 是 dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] 对吧。

那么只需要一次替换的操作,就可以让 word1[i - 1] 和 word2[j - 1] 相同。

所以 dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

综上,当 if (word1[i - 1] != word2[j - 1]) 时取最小的,即:dp[i][j] = min({dp[i - 1][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]}) + 1;

647.回文子串 动态规划方法 难点解析: 1.dp数组的设计,下标自然表示数组的遍历下标,需要采用双指针,但是存储内容应当选择bool类型 2.递推状态转移公式的设计,建议使用二维数组画图解决 3.遍历顺序的设计,在理解1,2的基础上进行遍历设计

class Solution {
public:
    int countSubstrings(string s) {
        //采用动态规划解决问题
        //设计dp数组,下标i,j为双指针,内容存储表示在i+1,j-1范围内是否为回文字符串,并初始化为false
        vector<vector<bool>> dp(s.size()+1,vector<bool>(s.size()+1,false));
        //使用result记录
        int result=0;
        //执行状态转移公式并且设计遍历顺序,从左下遍历到右上
        for(int i=s.size()-1;i>=0;i--){
            for(int j=i;j<s.size();j++){
             if (s[i] == s[j]) //回文出现三种情况情况一,单字符情况,情况二,双字符情况,情况三,在之前的递推基础上进行迭代
                if (j - i <= 1) { // 情况一 和 情况二
                result++;
                dp[i][j] = true;
                } else if (dp[i + 1][j - 1]) { // 情况三
                result++;
                dp[i][j] = true;
                }
            }
            
        }
        return result;
    }
};

双指针法,相对节省空间

class Solution {
public:
    int countSubstrings(string s) {
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            result += extend(s, i, i, s.size()); // 以i为中心
            result += extend(s, i, i + 1, s.size()); // 以i和i+1为中心
        }
        return result;
    }
    int extend(const string& s, int i, int j, int n) {
        int res = 0;
        while (i >= 0 && j < n && s[i] == s[j]) {
            i--;
            j++;
            res++;
        }
        return res;
    }
};

516.最长回文子序列

要仔细设计dp数组来判断

class Solution {
public:
    int longestPalindromeSubseq(string s) {
        //采用动态规划的方法进行
        //设计dp数组,dp[i][j]表示[i,j]范围内的最长回文串
        vector<vector<int>> dp(s.size(),vector<int>(s.size(),0));//注意同回文子串相互区分,这里的定义有区别
        //初始化
        for(int i=0;i<s.size();i++) dp[i][i]=1;
        //执行递推和迭代公式设计,确定遍历顺序为左下至右上
        for(int i=s.size()-1;i>=0;i--){
            for(int j=i+1;j<s.size();j++){
                if(s[i]==s[j]){
                    dp[i][j]=dp[i+1][j-1]+2;
                }
                else{
                    dp[i][j]=max(dp[i+1][j],dp[i][j-1]);
                }
            }
        }
        return dp[0][s.size() - 1];
    }
};