代码随想录算法训练营 Day38 | 动态规划 part11

1143. 最长公共子序列

给定两个字符串 text1text2,返回这两个字符串的最长 公共子序列 的长度。如果不存在 公共子序列 ,返回 0

一个字符串的 子序列是指这样一个新的字符串:它是由原字符串在不改变字符的相对顺序的情况下删除某些字符(也可以不删除任何字符)后组成的新字符串。

  • 例如,"ace""abcde" 的子序列,但 "aec" 不是 "abcde" 的子序列。

两个字符串的 公共子序列 是这两个字符串所共同拥有的子序列。

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int longestCommonSubsequence(string text1, string text2) {
        int n = text1.size(), m = text2.size();
        // dp[i][j] 定义:text1 的前 i-1 个字符,和 text2 的前 j-1 个字符,它们的最长公共子序列长度
        // 整体偏移一位,让 dp[0][j] 和 dp[i][0] 作为全 0 的安全垫
        vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            for(int j = 1; j <= m; j++){
                // 情况 1:字符匹配上了
                if(text1[i-1] == text2[j-1]){
                    // 继承对角线(左上角)的长度 + 1
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1;
                }
                // 情况 2:字符没匹配上
                else {
                    // 谁能让子序列更长,就继承谁(抛弃 text1[i-1] 或 抛弃 text2[j-1])
                    dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]);
                }
            }
        }
        return dp[n][m];
    }
};

总结

1. 为什么这里必须有 else
  • 718题(要求连续/子数组):如果不相等,连续性当场断裂,长度直接归零,所以不需要 else,靠初始化的 0 兜底。
  • 本题(不要求连续/子序列):如果不相等,比如 abcaec,当比到 be 时虽然不相等,但前面的 a 依然有效!所以不能归零,必须去左边 dp[i][j-1] 或 上边 dp[i-1][j] 找一个最大的历史遗产继承下来。
2. 二维网格的移动逻辑

在脑海中把 dp 想象成一个网格,你拿着两个指针 ij 在右下角往左上角推:

  • 遇到相同字符 → 往左上角走一步(+1)。
  • 遇到不同字符 → 往左边看一眼,往上面看一眼,取两者最大值。
  • 边界:第一行和第一列永远是 0(因为其中一个字符串是空的,不可能有公共部分)。

1035. 不相交的线

在两条独立的水平线上按给定的顺序写下 nums1nums2 中的整数。

现在,可以绘制一些连接两个数字 nums1[i]nums2[j] 的直线,这些直线需要同时满足:

  • nums1[i] == nums2[j]
  • 且绘制的直线不与任何其他连线(非水平线)相交。

请注意,连线即使在端点也不能相交:每个数字只能属于一条连线。

以这种方法绘制线条,并返回可以绘制的最大连线数。

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int maxUncrossedLines(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        int n = nums1.size(), m = nums2.size();
        // 经典的双串安全垫初始化
        vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            for(int j = 1; j <= m; j++){
                // 你会发现,这里的逻辑和 1143.最长公共子序列 完全一模一样
                if(nums1[i-1] == nums2[j-1]){
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1;
                }
                else {
                    dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]);
                }
            }
        }
        return dp[n][m];
    }
};

总结

1. 为什么"不相交的线" = "最长公共子序列"?

在脑海中画一下连线的过程:

  • 如果 nums1 中的数字 A 和 nums2 中的数字 B 相等,你在它们之间画一条线。
  • 题目要求线不能交叉。线一旦交叉,说明在 nums1 中靠后的元素,连上了 nums2 中靠前的元素。
  • 这就意味着,能够合法画出来的线,它们在 nums1 中的相对顺序,和在 nums2 中的相对顺序,必须是完全一致的。
  • "相对顺序一致且元素相同",这不就是子序列的定义吗?
  • 要求画最多的线,就是求最长的子序列。

53. 最大子数组和

给你一个整数数组 nums ,请你找出一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

子数组 是数组中的一个连续部分。

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int maxSubArray(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        // dp[i] 定义:以 nums[i] 结尾的连续子数组的最大和
        // 不需要初始化为 INT_MIN。因为 dp[i] 必然包含 nums[i],所以初始值天然就是 nums[i]
        vector<int> dp(n);
        dp[0] = nums[0];
        int res = nums[0];
        for(int i = 1; i < n; i++){
            // 【核心逻辑】:要么重新开局(只要自己),要么接在前面的和后面
            // 无论选哪个,dp[i] 至少也是 nums[i],绝对不可能是 INT_MIN
            dp[i] = max(nums[i], dp[i-1] + nums[i]);
            res = max(res, dp[i]);
        }
        return res;
    }
};

总结

1. 状态转移方程的本质是什么?

dp[i] = max(nums[i], dp[i-1] + nums[i])

  • 如果 dp[i-1](前面的累加和)是正数 ,那加上我肯定更大,我就接上dp[i-1] + nums[i])。
  • 如果 dp[i-1]负数 ,那加上你只会拖累我,我就断开 ,从我自己重新开始算(nums[i])。
    核心抓手:一旦连续和变成负数,立刻抛弃,重新开局。
2. 为什么不需要 INT_MIN 防御?

dp[i] 的定义是"以 nums[i]结尾"。既然 nums[i] 必须在里面,那就算前面全都是极小的负数,dp[i] 的底线也是 nums[i] 本身。它永远有明确的物理意义,不可能变成无效值。


392. 判断子序列

给定字符串 s 和 t ,判断 s 是否为 t 的子序列。

字符串的一个子序列是原始字符串删除一些(也可以不删除)字符而不改变剩余字符相对位置形成的新字符串。(例如,"ace""abcde"的一个子序列,而"aec"不是)。

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    bool isSubsequence(string s, string t) {
        int n = s.size(), m = t.size();
        // dp[i][j] 定义:以 s[i-1] 结尾的子串,和以 t[j-1] 结尾的子串,它们的公共子序列长度
        vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            for(int j = 1; j <= m; j++){
                if(s[i-1] == t[j-1]){
                    // 匹配上了,长度 +1
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1;
                }
                else {
                    // 【核心考点】:匹配不上时,为什么只看左边 dp[i][j-1]?
                    dp[i][j] = dp[i][j-1];
                }
            }
        }
        // 如果最长公共子序列的长度等于 s 的长度,说明 s 整体都是 t 的子序列
        return dp[n][m] == n;
    }
};

总结

1. 为什么 else 里去掉了 max,只剩下 dp[i][j-1]

这是由题目的单向包含关系决定的。

  • 1143题(求LCS)st 是平起平坐的。如果不相等,我不知道是丢掉 s 的字符好,还是丢掉 t 的字符好,所以得看上边和左边,取个 max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])
  • 本题(判断子序列)s 必须完全被 t 吃进去。如果 s[i-1]t[j-1] 不相等,我绝对不能丢掉 s[i-1] ,因为 s 少了任何一个字符就不算子序列了。我只能寄希望于 t 往前找,看看 t 前面的字符能不能匹配上 s。所以,只能看左边 dp[i][j-1],完全无视上边 dp[i-1][j]
2. 返回值的巧妙转换

正常 DP 求的是具体数值,但这题问的是 bool

不需要写复杂的判断,直接看最终算出来的公共长度 dp[n][m] 有没有把 s 全部"消化"掉(即 == n)。一行代码完成类型转换。

3. 最优解:双指针

虽然这题用 DP 完全正确,但因为它具有"单向匹配"的特性,其实用**双指针(O(1)空间)**更符合直觉:

cpp 复制代码
int i = 0, j = 0;
while(i < s.size() && j < t.size()) {
    if(s[i] == t[j]) i++; // s 匹配成功,往后走
    j++; // t 无论匹没匹配成功,都必须往后找
}
return i == s.size();
相关推荐
松☆3 小时前
C++ 算法竞赛题解:P13569 [CCPC 2024 重庆站] osu!mania —— 浮点数精度陷阱与 `eps` 的深度解析
开发语言·c++·算法
jr-create(•̀⌄•́)3 小时前
正则化和优化算法区别
pytorch·深度学习·神经网络·算法
li星野4 小时前
刷题:数组
数据结构·算法
tankeven5 小时前
HJ182 画展布置
c++·算法
CS_Zero7 小时前
无人机路径规划算法——EGO-planner建模总结—— EGO-planner 论文笔记(一)
论文阅读·算法·无人机
杰梵7 小时前
聚酯切片DSC热分析应用报告
人工智能·算法
@BangBang7 小时前
leetcode (4): 连通域/岛屿问题
算法·leetcode·深度优先
Ulyanov7 小时前
像素迷宫:路径规划算法的可视化与实战
大数据·开发语言·python·算法
Mr_pyx7 小时前
【LeetCode Hot 100】 除自身以外数组的乘积(238题)多解法详解
算法·leetcode·职场和发展