经典算法题每日演练——第五题 字符串相似度
原文地址:http://www.cnblogs.com/huangxincheng/archive/2012/11/11/2765633.html
这篇我们看看最长公共子序列的另一个版本,求字符串相似度(编辑距离),我也说过了,这是一个非常实用的算法,在DNA对比,网
页聚类等方面都有用武之地。
一:概念
对于两个字符串A和B,通过基本的增删改将字符串A改成B,或者将B改成A,在改变的过程中我们使用的最少步骤称之为“编辑距离”。
比如如下的字符串:我们通过种种操作,痉挛之后编辑距离为3,不知道你看出来了没有?
二:解析
可能大家觉得有点复杂,不好理解,我们试着把这个大问题拆分掉,将"字符串 vs 字符串“,分解成”字符 vs 字符串“,再分解
成”字符 vs 字符“。
<1> ”字符“vs”字符“
这种情况是最简单的了,比如”A“与”B“的编辑距离很显然是1。
<2> ”字符”vs"字符串"
”A“改成”AB“的编辑距离为1,“A”与“ABA”的编辑距离为2。
<3>“字符串”vs“字符串”
“ABA”和“BBA”的编辑距离为1,仔细发现我们可以得出如下结论,”ABA“是由23个子序列与”BBA“字符串求的的编辑距离集
合中取出的最小编辑距离,也就是说在这种情况下我们出现了重复计算的问题,我在求子序列”AB“和”BBA"的编辑距离时,我是由
子序列”A“和”BBA“与”B“和”BBA“之间的编辑距离中选出一个最小值,然而序列A和序列B早之前我已经计算过了,这种重复计算
的问题有点像”斐波那契”,正好满足“动态规划”中的最优子结构和重叠子问题,所以我们决定采用动态规划来解决。
三:公式
跟“最长公共子序列”一样,我们采用一个二维数组来保存字符串X和Y当前的位置的最小编辑距离。
现有两个序列X={x1,x2,x3,...xi},Y={y1,y2,y3,....,yi},
设一个C[i,j]: 保存Xi与Yj的当前最小的LD。
①: 当 Xi = Yi 时,则C[i,j]=C[i-1,j-1];
②:当 Xi != Yi 时, 则C[i,j]=Min{C[i-1,j-1],C[i-1,j],C[i,j-1]};
最终我们的C[i,j]一直保存着最小的LD。
四:代码
1 using System; 2 3 namespace ConsoleApplication2 4 { 5 public class Program 6 { 7 static int[,] martix; 8 9 static string str1 = string.Empty; 10 11 static string str2 = string.Empty; 12 13 static void Main(string[] args) 14 { 15 while (true) 16 { 17 str1 = Console.ReadLine(); 18 19 str2 = Console.ReadLine(); 20 21 martix = new int[str1.Length + 1, str2.Length + 1]; 22 23 Console.WriteLine("字符串 {0} 和 {1} 的编辑距离为:{2}\n", str1, str2, LD()); 24 } 25 } 26 27 /// <summary> 28 /// 计算字符串的编辑距离 29 /// </summary> 30 /// <returns></returns> 31 public static int LD() 32 { 33 //初始化边界值(忽略计算时的边界情况) 34 for (int i = 0; i <= str1.Length; i++) 35 { 36 martix[i, 0] = i; 37 } 38 39 for (int j = 0; j <= str2.Length; j++) 40 { 41 martix[0, j] = j; 42 } 43 44 //矩阵的 X 坐标 45 for (int i = 1; i <= str1.Length; i++) 46 { 47 //矩阵的 Y 坐标 48 for (int j = 1; j <= str2.Length; j++) 49 { 50 //相等情况 51 if (str1[i - 1] == str2[j - 1]) 52 { 53 martix[i, j] = martix[i - 1, j - 1]; 54 } 55 else 56 { 57 //取“左前方”,“上方”,“左方“的最小值 58 var temp1 = Math.Min(martix[i - 1, j], martix[i, j - 1]); 59 60 //获取最小值 61 var min = Math.Min(temp1, martix[i - 1, j - 1]); 62 63 martix[i, j] = min + 1; 64 } 65 } 66 } 67 68 //返回字符串的编辑距离 69 return martix[str1.Length, str2.Length]; 70 } 71 } 72 }
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