三刷day56
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- [583. 两个字符串的删除操作](#583. 两个字符串的删除操作)
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- [1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义](#1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义)
- 2.确定递推公式
- 3.dp数组如何初始化
- 4.确定遍历顺序
- 5.举例推导dp数组
- [72. 编辑距离](#72. 编辑距离)
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- [1. 确定dp数组(dp table)以及下标的含义](#1. 确定dp数组(dp table)以及下标的含义)
- [2. 确定递推公式](#2. 确定递推公式)
- [3. dp数组如何初始化](#3. dp数组如何初始化)
- [4. 确定遍历顺序](#4. 确定遍历顺序)
- [5. 举例推导dp数组](#5. 举例推导dp数组)
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583. 两个字符串的删除操作
题目链接
解题思路:
这次是两个字符串可以相互删了,这种题目也知道用动态规划的思路来解,动规五部曲,分析如下:
1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义
dp[i][j] :以i-1 为结尾的字符串word1,和以j-1位结尾的字符串word2,想要达到相等,所需要删除元素的最少次数。
这里dp数组的定义有点点绕,大家要撸清思路。
2.确定递推公式
- 当
word1[i - 1]
与word2[j - 1]
相同的时候 - 当
word1[i - 1
] 与word2[j - 1]
不相同的时候
当word1[i - 1]
与 word2[j - 1]
相同的时候,dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
当 word1[i - 1]
与 word2[j - 1]
不相同的时候,有三种情况:
-
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
那最后当然是取最小值,所以当 word1[i - 1]
与 word2[j - 1]
不相同的时候,递推公式:dp[i][j] = min({dp[i - 1][j - 1] + 2, dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1})
;
因为 dp[i][j - 1] + 1 = dp[i - 1][j - 1] + 2
,所以递推公式可简化为:dp[i][j] = min(dp[i - 1][j] + 1, dp[i][j - 1] + 1);
从字面上理解 就是 当 同时删word1[i - 1]
和word2[j - 1]
,dp[i][j-1]
本来就不考虑 word2[j - 1]
了,那么我在删 word1[i - 1]
,是不是就达到两个元素都删除的效果,即 dp[i][j-1] + 1
。
3.dp数组如何初始化
从递推公式中,可以看出来,dp[i][0]
和 dp[0][j]
是一定要初始化的。
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,所以代码如下:
cpp
vector<vector<int>> dp(word1.size() + 1, vector<int>(word2.size() + 1));
for (int i = 0; i <= word1.size(); i++) dp[i][0] = i;
for (int j = 0; j <= word2.size(); j++) dp[0][j] = j;
4.确定遍历顺序
从递推公式 dp[i][j] = min(dp[i - 1][j - 1] + 2, min(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]) + 1);
和dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
可以看出dp[i][j]都是根据左上方、正上方、正左方推出来的。
所以遍历的时候一定是从上到下,从左到右,这样保证dp[i][j]可以根据之前计算出来的数值进行计算。
5.举例推导dp数组
以word1:"sea",word2:"eat"为例,推导dp数组状态图如下:
以上分析完毕,代码如下:
cpp
class Solution {
public:
int minDistance(string word1, string word2) {
vector<vector<int>> dp(word1.size() + 1, vector<int>(word2.size() + 1));
for (int i = 0; i <= word1.size(); i++) dp[i][0] = i;
for (int j = 0; j <= word2.size(); j++) dp[0][j] = j;
for (int i = 1; i <= word1.size(); i++) {
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
题目链接
解题思路: 动规五部曲如下:
1. 确定dp数组(dp table)以及下标的含义
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]
。
用i-1就是为了方便后面dp数组初始化的。
2. 确定递推公式
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:
cpp
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
;
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:
cpp
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:d
bash
p[i][j] = min({dp[i - 1][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]}) + 1;
递归公式代码如下:
cpp
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;
}
3. dp数组如何初始化
再回顾一下dp[i][j]
的定义:
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]
。
那么dp[i][0]
和 dp[0][j]
表示什么呢?
dp[i][0]
:以下标i-1
为结尾的字符串word1,和空字符串word2,最近编辑距离为dp[i][0]
。
那么dp[i][0]
就应该是i,对word1里的元素全部做删除操作,即:dp[i][0] = i;
同理dp[0][j] = j;
所以C++代码如下:
cpp
for (int i = 0; i <= word1.size(); i++) dp[i][0] = i;
for (int j = 0; j <= word2.size(); j++) dp[0][j] = j;
4. 确定遍历顺序
从如下四个递推公式:
cpp
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1
dp[i][j] = dp[i][j - 1] + 1
dp[i][j] = dp[i - 1][j] + 1
可以看出dp[i][j]
是依赖左方,上方和左上方元素的,如图:
所以在dp矩阵中一定是从左到右从上到下去遍历。
代码如下:
cpp
for (int i = 1; i <= word1.size(); i++) {
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 - 1][j], dp[i][j - 1]}) + 1;
}
}
}
5. 举例推导dp数组
以示例1为例,输入:word1 = "horse", word2 = "ros"
为例,dp矩阵状态图如下:
以上动规五部分析完毕,C++代码如下:
cpp
class Solution {
public:
int minDistance(string word1, string word2) {
vector<vector<int>> dp(word1.size() + 1, vector<int>(word2.size() + 1, 0));
for (int i = 0; i <= word1.size(); i++) dp[i][0] = i;
for (int j = 0; j <= word2.size(); j++) dp[0][j] = j;
for (int i = 1; i <= word1.size(); i++) {
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 - 1][j], dp[i][j - 1]}) + 1;
}
}
}
return dp[word1.size()][word2.size()];
}
};