LeetCode算法日记 - Day 106: 两个字符串的最小ASCII删除和

目录

[1. 两个字符串的最小ASCII删除和](#1. 两个字符串的最小ASCII删除和)

[1.1 题目解析](#1.1 题目解析)

[1.2 解法](#1.2 解法)

[1.3 代码实现](#1.3 代码实现)

1. 两个字符串的最小ASCII删除和

https://leetcode.cn/problems/minimum-ascii-delete-sum-for-two-strings/description/

给定两个字符串s1s2,返回 使两个字符串相等所需删除字符的 ASCII值的最小和

示例 1:

复制代码
输入: s1 = "sea", s2 = "eat"
输出: 231
解释: 在 "sea" 中删除 "s" 并将 "s" 的值(115)加入总和。
在 "eat" 中删除 "t" 并将 116 加入总和。
结束时,两个字符串相等,115 + 116 = 231 就是符合条件的最小和。

示例 2:

复制代码
输入: s1 = "delete", s2 = "leet"
输出: 403
解释: 在 "delete" 中删除 "dee" 字符串变成 "let",
将 100[d]+101[e]+101[e] 加入总和。在 "leet" 中删除 "e" 将 101[e] 加入总和。
结束时,两个字符串都等于 "let",结果即为 100+101+101+101 = 403 。
如果改为将两个字符串转换为 "lee" 或 "eet",我们会得到 433 或 417 的结果,比答案更大。

提示:

  • 0 <= s1.length, s2.length <= 1000
  • s1s2 由小写英文字母组成

1.1 题目解析

题目本质

把两个字符串通过"删字符"变成一样的,删掉的字符 ASCII 值之和最小。

等价于:

  • 要么直接从"删哪些字符"角度做 DP。

  • 要么从"尽量保留哪些公共子序列(ASCII 和最大)"角度做 DP,然后用总和减去保留的部分。

常规解法

从左往右同时扫 s1、s2,在每一对位置 (i, j):

  • 如果 s1[i] == s2[j]:这两个字符都保留,继续看 (i+1, j+1)。

  • 否则有两种选择:

    • 删掉 s1[i],代价是 ASCII(s1[i]) + f(i+1, j)

    • 删掉 s2[j],代价是 ASCII(s2[j]) + f(i, j+1)

      取较小的即可

java 复制代码
class SolutionSlow {
    public int minimumDeleteSum(String s1, String s2) {
        return dfs(s1, s2, 0, 0);
    }

    // 返回使 s1[i..] 和 s2[j..] 相等的最小删除 ASCII 和
    private int dfs(String s1, String s2, int i, int j) {
        if (i == s1.length()) { // s1 走完,只能把 s2 剩下的都删掉
            int sum = 0;
            for (int k = j; k < s2.length(); k++) {
                sum += s2.charAt(k);
            }
            return sum;
        }
        if (j == s2.length()) { // s2 走完,只能把 s1 剩下的都删掉
            int sum = 0;
            for (int k = i; k < s1.length(); k++) {
                sum += s1.charAt(k);
            }
            return sum;
        }

        if (s1.charAt(i) == s2.charAt(j)) {
            // 字符相同,保留这两个,继续往后
            return dfs(s1, s2, i + 1, j + 1);
        } else {
            // 只能删其中一个,取代价较小的方案
            int deleteFromS1 = s1.charAt(i) + dfs(s1, s2, i + 1, j);
            int deleteFromS2 = s2.charAt(j) + dfs(s1, s2, i, j + 1);
            return Math.min(deleteFromS1, deleteFromS2);
        }
    }
}

问题分析

这套递归,几乎每个 (i, j) 都要反复算很多次:

  • 状态数大概是 (n+1) * (m+1)。

  • 但因为没有记忆化,很多状态会被重复调用,分支数接近 2^(n+m) 级别。

    时间:接近 O(2^(n+m)),n, m 最多到 1000,必然 TLE。

思路转折

要想高效,必须做到

  • 每个 (i, j) 状态只计算一次。

  • 要么用记忆化 DFS,要么直接改成 DP 表。

换个角度:先求出两个串的"公共子序列 ASCII 和最大值" best,总 ASCII 和记为 sum,最小删除和 = sum - 2 * best。

1.2 解法

算法思想

  1. 先把两个字符串的所有字符 ASCII 值加起来得到 sum。

  2. 用 DP 求 dp[i][j]:

  • 定义:dp[i][j] = s1[0..i-1] 和 s2[0..j-1] 的公共子序列能取得的最大 ASCII 和。

  • 转移:

    • 不用 s1[i-1]:可以从 dp[i-1][j] 获取。

    • 不用 s2[j-1]:可以从 dp[i][j-1] 获取。

    • 如果 s1[i-1] == s2[j-1]:可以使用这个字符,

      dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i-1][j-1] + ASCII(s1[i-1]))。

步骤拆解:

**i)**把 _s1、_s2 转成 char[],方便按下标访问。

**ii)**创建 dp[n+1][m+1],初始为 0(空串公共子序列贡献为 0)。

iii)双重循环填表:

  • 外层 i = 1..n,内层 j = 1..m。

  • 先写:dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]);

  • 如果 s1[i-1] == s2[j-1],再用:

    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i-1][j-1] + s1[i-1]);

**iv)**再扫一遍 s1 和 s2,求 sum。

**v)**返回 sum - 2 * dp[n][m]

易错点:

  • **下标偏移:**dp 维度是 n+1, m+1,表示"前 i 个"、"前 j 个",对应字符要用 s1[i-1]、s2[j-1],不能写成 s1[i]。

  • 转移过程中的 dp[i][j] 初值:必须先用dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]);确保"跳过某个字符"的两种情况都考虑到了。

  • **公式少乘了 2:**最后一定要 sum - 2 * dp[n][m],因为公共子序列里每个字符在两个字符串里各保留一份,共保留了两次。

  • **字符转 ASCII:**直接用 sum += s1[i]; 就行,char 会自动提升成 int,不用手动强转。

1.3 代码实现

java 复制代码
class Solution {
    public int minimumDeleteSum(String _s1, String _s2) {
        char[] s1 = _s1.toCharArray();
        char[] s2 = _s2.toCharArray();
        int n = s1.length;
        int m = s2.length;

        // dp[i][j] 表示 s1[0..i-1] 和 s2[0..j-1] 的公共子序列的最大 ASCII 和
        int[][] dp = new int[n + 1][m + 1];

        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= m; j++) {
                // 先考虑跳过 s1[i-1] 或跳过 s2[j-1]
                dp[i][j] = Math.max(dp[i - 1][j], dp[i][j - 1]);
                // 如果当前字符相等,可以把这个字符加入公共子序列
                if (s1[i - 1] == s2[j - 1]) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j - 1] + s1[i - 1]);
                }
            }
        }

        // 计算两个字符串所有字符的 ASCII 总和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            sum += s1[i];
        }
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            sum += s2[i];
        }

        // 答案 = 总和 - 2 * 最大公共子序列 ASCII 和
        return sum - 2 * dp[n][m];
    }
}

复杂度分析

  • **时间复杂度:O(n * m),**dp 表大小为 (n+1) * (m+1),每个格子 O(1) 转移。

  • **空间复杂度:O(n * m),**一个 dp 表占 O(n * m)。

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