代码随想录算法训练营第四十八天| 115.不同的子序列、583. 两个字符串的删除操作、 72. 编辑距离

115.不同的子序列

在这里插入图片描述

题目链接：115.不同的子序列
文档讲解：代码随想录
状态：不会

思路：
dp[i][j] 表示在 s 的前 j 个字符中，t 的前 i 个字符作为子序列出现的次数。

匹配的情况：
1.当 s[j-1] 与 t[i-1] 匹配时，说明我们可以用 s[j-1] 来匹配 t[i-1]，这种情况下，在 s 的前 j-1 个字符中找到的所有 t 的前 i-1 个字符作为子序列的组合数（dp[i-1][j-1]）都可以作为当前组合的一部分。例如： t:ba(g) s:bag(g) ，当t[2]=s[3]时，如果使用s[3]的话，dp[2][3]可以由dp[1][2]得到，也就是t:ba(g)在s:bag(g)中的出现次数可以由ba在bag出现的次数推导过来，因为t和s都加上一个相同的g。这是推导dp[i][j]的可能情况之一。
2.此外，即使不使用 s[j-1] 也可以完成匹配，这种情况下，只需要在 s 的前 j-1 个字符中找到 t 的前 i 个字符作为子序列的组合数（dp[i][j-1]）。例如：t:ba(g) s:bag(g) ，如果不使用s[3]，就是看 t:ba(g) 和 s:ba(g) ，这种情况 dp[2][3] 可以由dp[2][2]得到，也就是t:ba(g)在s:bag(g)中的出现次数可以由t:bag在s:bag出现的次数推导过来。这也是推导dp[i][j]的一种情况。
所以： s[j-1] 与 t[i-1] 匹配时，dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + dp[i][j - 1]；

不匹配的情况：
当 s[j-1] 与 t[i-1] 不匹配时，说明我们不能用 s[j-1] 来匹配 t[i-1]。这种情况下，我们只能在 s 的前 j-1 个字符中找到 t 的前 i 个字符作为子序列的组合数（dp[i][j-1]）。

初始状态
空字符串 t 是任何字符串 s 的子序列：因此，对于任何 j，dp[0][j] = 1。
空字符串 s 不能包含非空字符串 t：因此，对于任何 i > 0，dp[i][0] = 0。

题解：

    public int numDistinct(String s, String t) {// 将字符串转换为字符数组char[] sChars = s.toCharArray();char[] tChars = t.toCharArray();// 创建DP数组，dp[i][j]表示t的前i个字符在s的前j个字符中出现的次数int[][] dp = new int[t.length() + 1][s.length() + 1];// 初始化 dp[0][j] 为 1，因为空字符串t是任何字符串s的子序列for (int j = 0; j <= s.length(); j++) {dp[0][j] = 1;}// 填充DP数组for (int i = 1; i <= t.length(); i++) {for (int j = 1; j <= s.length(); j++) {if (tChars[i - 1] == sChars[j - 1]) {// 如果当前字符匹配，可以选择匹配和不匹配两种情况dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + dp[i][j - 1];} else {// 如果当前字符不匹配，只能不匹配dp[i][j] = dp[i][j - 1];}}}// 返回t的前t.length()个字符在s的前s.length()个字符中出现的次数return dp[t.length()][s.length()];}

583. 两个字符串的删除操作

在这里插入图片描述

题目链接：583. 两个字符串的删除操作
文档讲解：代码随想录
状态：做出来了有点磕绊

思路1：找到最大公共子序列数量，然后两个字符串分别减去它求和。

思路2：
dp[i][j]表示word1[0,i],word2[0,j]，要使它们相同一共需要删去多少个字符。

当word1[i - 1] 与 word2[j - 1]相同的时候，显然dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];

当word1[i - 1] 与 word2[j - 1]不相同的时候：
情况一：删word1[i - 1]，最少操作次数为dp[i - 1][j] + 1
情况二：删word2[j - 1]，最少操作次数为dp[i][j - 1] + 1
情况三：同时删word1[i - 1]和word2[j - 1]，操作的最少次数为dp[i - 1][j - 1] + 2
其中情况三隐含在情况一和二中，所以应该是情况1和2中应该取最小操作数，所以dp[i][j] = min(dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1);

初始化：
dp[i][0]：word2为空字符串，以i-1为结尾的字符串word1要删除多少个元素，才能和word2相同呢，很明显dp[i][0] = i。
dp[0][j]的话同理

题解：

    public int minDistance(String word1, String word2) {// 将字符串转换为字符数组char[] w1 = word1.toCharArray();char[] w2 = word2.toCharArray();// 创建DP数组，dp[i][j]表示word1的前i个字符和word2的前j个字符的最长公共子序列长度int[][] dp = new int[word1.length() + 1][word2.length() + 1];// 填充DP数组for (int i = 1; i <= w1.length; i++) {for (int j = 1; j <= w2.length; j++) {if (w1[i - 1] == w2[j - 1]) {// 如果当前字符匹配，LCS长度加1dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;} else {// 如果当前字符不匹配，选择两个子问题中LCS最长的一个dp[i][j] = Math.max(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]);}}}// 计算最少步骤：将两个字符串转换成它们的LCS需要的删除和插入操作数return word1.length() + word2.length() - 2 * dp[word1.length()][word2.length()];}public int minDistance2(String word1, String word2) {char[] w1 = word1.toCharArray();char[] w2 = word2.toCharArray();int m = word1.length(), n = word2.length();// 创建DP数组，dp[i][j]表示word1的前i个字符与word2的前j个字符变得相同所需删除的字符数int[][] dp = new int[m + 1][n + 1];// 初始化边界情况：将word1的前i个字符变为空字符串需要i步操作（全删除）for (int i = 1; i <= m; i++) {dp[i][0] = i;}// 初始化边界情况：将空字符串变成word2的前j个字符需要j步操作（全删除）for (int j = 1; j <= n; j++) {dp[0][j] = j;}// 填充DP数组for (int i = 1; i <= m; i++) {for (int j = 1; j <= n; j++) {if (w1[i - 1] == w2[j - 1]) {// 当前字符相等，不需要额外删除dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];} else {// 当前字符不相等，选择删除word1[i - 1]或word2[j - 1]中的最小删除次数dp[i][j] = Math.min(dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1);}}}// 返回最终结果return dp[m][n];}//最少编辑距离思路public int minDistance3(String word1, String word2) {// 将字符串转换为字符数组char[] w1 = word1.toCharArray();char[] w2 = word2.toCharArray();int m = word1.length(), n = word2.length();// 创建DP数组，dp[i][j]表示将word1的前i个字符转换为word2的前j个字符所需的最少操作数int[][] dp = new int[m + 1][n + 1];// 初始化边界情况：word1的前i个字符转换为空字符串需要i步操作（全删除）for (int i = 1; i <= m; i++) {dp[i][0] = i;}// 初始化边界情况：空字符串转换为word2的前j个字符需要j步操作（全插入）for (int i = 1; i <= n; i++) {dp[0][i] = i;}// 填充DP数组for (int i = 1; i <= m; i++) {for (int j = 1; j <= n; j++) {if (w1[i - 1] == w2[j - 1]) {// 如果当前字符匹配，不需要额外操作dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];} else {// 如果当前字符不匹配，选择三种操作中的最小值（插入、删除、替换）dp[i][j] = Math.min(dp[i - 1][j] + 1, // 删除操作Math.min(dp[i][j - 1] + 1, // 插入操作dp[i - 1][j - 1] + 1)); // 替换操作}}}// 返回将word1转换为word2所需的最少操作数return dp[m][n];}

72. 编辑距离

在这里插入图片描述

题目链接：72. 编辑距离
文档讲解：代码随想录
状态：不会

思路：
dp[i][j] 表示以下标i-1为结尾的字符串word1，和以下标j-1为结尾的字符串word2，最近编辑距离为dp[i][j]。

显然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];

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word1[0,i-1] 与 word2[0,j] 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插入一个元素，那么就是word1[0,i] 与 word2[0,j-1] 的最近编辑距离再加上一个操作。

操作三：替换元素，word1替换word1[i - 1]，使其与word2[j - 1]相同，只需要一次替换的操作。

所以递归公式如下：

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 - 1][j], dp[i][j - 1]}) + 1;
}

初始化：
word1的前i个字符转换为空字符串需要i步操作（全删除）
空字符串转换为word2的前j个字符需要j步操作（全插入）

题解：

    public int minDistance(String word1, String word2) {// 将字符串转换为字符数组char[] w1 = word1.toCharArray();char[] w2 = word2.toCharArray();int m = word1.length(), n = word2.length();// 创建DP数组，dp[i][j]表示将word1的前i个字符转换为word2的前j个字符所需的最少操作数int[][] dp = new int[m + 1][n + 1];// 初始化边界情况：word1的前i个字符转换为空字符串需要i步操作（全删除）for (int i = 1; i <= m; i++) {dp[i][0] = i;}// 初始化边界情况：空字符串转换为word2的前j个字符需要j步操作（全插入）for (int i = 1; i <= n; i++) {dp[0][i] = i;}// 填充DP数组for (int i = 1; i <= m; i++) {for (int j = 1; j <= n; j++) {if (w1[i - 1] == w2[j - 1]) {// 如果当前字符匹配，不需要额外操作dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];} else {// 如果当前字符不匹配，选择三种操作中的最小值（插入、删除、替换）dp[i][j] = Math.min(dp[i - 1][j] + 1, // 删除操作Math.min(dp[i][j - 1] + 1, // 插入操作dp[i - 1][j - 1] + 1)); // 替换操作}}}// 返回将word1转换为word2所需的最少操作数return dp[m][n];}