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问题描述:序列X={x1,x2,…,xn},Y={y1,y2,…,yn},当Z={z1,z2…,zn}是X的严格递增下标顺序(可以不连续)的子集,也是Y的严格递增下标顺序(可以不连续)的子集,则Z是X和Y的公共子序列。例如X={A,B,C,B,D,A,B},Y={B,D,C,A,B,A},{B,C,A}、{B,C,B,A}、{B,D,A,B}都是X和Y的公共子序列。其中最长的公共子序列叫做Longest common subsequence,即经典的LCS。

具体点:char[]xArray和char[] yArray是字符数组,长度分别为m、n,求他们的LCS

【分析】自顶向下分析,二维数组cTable[i][j]记录xArray[0~i],yArray[0~j]的最长公共子序列的长度,则cTable[m][n]记录xArray[0~m],yArray[0~n]的最长公共子序列的长度

1)   如果xArray[m]=yArray[n],表明最后一个元素xArray[m]是LCS中的元素,xArray[0~m],yArray[0~n]的最长公共子序列=xArray[0~m-1],yArray[0~n-1]的最长公共子序列+1,即cTable[m][n]=cTable[m-1][n-1]。

2)   如果xArray[m]!=yArray[n],表明xArray[m]、yArray[n]都有可能是LCS中的元素,但不能同时是。如果xArray[m]可能是,则xArray[0~m],yArray[0~n]的最长公共子序列=xArray[0~m],yArray[0~n-1]的最长公共子序列;如果yArray[n]可能是,则xArray[0~m],yArray[0~n]的最长公共子序列=xArray[0~m-1],yArray[0~n]的最长公共子序列。即cTable[m][n]=max(cTable[m-1][n], cTable[m][n-1])。

状态递归方程为:

参考《算法导论》P394页伪代码,java实现如下:

[java] view plain copy print ?
  1. /**
  2. * 创建时间:2014年9月3日 下午9:00:13
  3. * 项目名称:Test
  4. * @author Cao Yanfeng  Peking University
  5. * @since JDK 1.6.0_21
  6. * 类说明:  最长公共子序列问题(Longest common subsequence,LCS)
  7. */
  8. public static void main(String[] args) {
  9. // TODO 自动生成的方法存根
  10. String x="ABCBDABCBACABC";
  11. String y="BDCABACABABCB";
  12. int temp=getLCSLength(x, y);
  13. System.out.println("\n长度为:"+temp);
  14. }
  15. public static int getLCSLength(String x,String y) {
  16. char[] xArray=x.toCharArray();
  17. char[] yArray=y.toCharArray();
  18. int m=xArray.length;
  19. int n=yArray.length;
  20. int [][] bTable=new int[m][n];
  21. /*cTable[i][j]记录xArray[0~i],yArray[0~j]的最长公共子序列的长度*/
  22. int [][] cTable=new int[m+1][n+1];
  23. for (int i = 0; i <m; i++) {
  24. for (int j = 0; j < n; j++) {
  25. if (xArray[i]==yArray[j]) {
  26. cTable[i+1][j+1]=cTable[i][j]+1;
  27. bTable[i][j]=2;//相等标记为2
  28. }else if (cTable[i][j+1]>=cTable[i+1][j]) {
  29. cTable[i+1][j+1]=cTable[i][j+1];
  30. bTable[i][j]=1;
  31. }else {
  32. cTable[i+1][j+1]=cTable[i+1][j];
  33. bTable[i][j]=3;
  34. }
  35. }
  36. }
  37. System.out.print("最大子数组为:");
  38. printLCS(xArray, bTable, m-1,n-1);
  39. return cTable[m][n];
  40. }
  41. /*输出最佳路径即最长公共子序列*/
  42. public static void printLCS (char[] xArray,int[][] bTable,int i,int j) {
  43. if (i==-1||j==-1) {
  44. return;
  45. }
  46. if (bTable[i][j]==2) {
  47. printLCS(xArray, bTable, i-1, j-1);
  48. System.out.print(xArray[i]);
  49. }else if (bTable[i][j]==1) {
  50. printLCS(xArray, bTable, i-1, j);
  51. }else {
  52. printLCS(xArray, bTable, i, j-1);
  53. }
  54. }
  55. }
/**  * 创建时间:2014年9月3日 下午9:00:13  * 项目名称:Test  * @author Cao Yanfeng  Peking University* @since JDK 1.6.0_21  * 类说明:  最长公共子序列问题(Longest common subsequence,LCS)*/public static void main(String[] args) {// TODO 自动生成的方法存根String x="ABCBDABCBACABC";String y="BDCABACABABCB";int temp=getLCSLength(x, y);System.out.println("\n长度为:"+temp);}public static int getLCSLength(String x,String y) {char[] xArray=x.toCharArray();char[] yArray=y.toCharArray();int m=xArray.length;int n=yArray.length;int [][] bTable=new int[m][n];/*cTable[i][j]记录xArray[0~i],yArray[0~j]的最长公共子序列的长度*/int [][] cTable=new int[m+1][n+1];for (int i = 0; i <m; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {if (xArray[i]==yArray[j]) {cTable[i+1][j+1]=cTable[i][j]+1;bTable[i][j]=2;//相等标记为2}else if (cTable[i][j+1]>=cTable[i+1][j]) {cTable[i+1][j+1]=cTable[i][j+1];bTable[i][j]=1;}else {cTable[i+1][j+1]=cTable[i+1][j];bTable[i][j]=3;}}}System.out.print("最大子数组为:");printLCS(xArray, bTable, m-1,n-1);return cTable[m][n];}/*输出最佳路径即最长公共子序列*/public static void printLCS (char[] xArray,int[][] bTable,int i,int j) {if (i==-1||j==-1) {return;}if (bTable[i][j]==2) {printLCS(xArray, bTable, i-1, j-1);System.out.print(xArray[i]);}else if (bTable[i][j]==1) {printLCS(xArray, bTable, i-1, j);}else {printLCS(xArray, bTable, i, j-1);}}}

*****************************************

控制台输出:

最大子数组为:BCBACBACB

长度为:9

转载于:https://my.oschina.net/pangzhuzhu/blog/318106

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