最长公共子序列的变种:带限制的最长公共子序列
字数 961 2025-10-28 08:36:45
最长公共子序列的变种:带限制的最长公共子序列
题目描述:
给定三个字符串s1, s2和s3,请找出s1和s2的最长公共子序列,且这个子序列必须包含s3作为其子序列(即s3是找到的公共子序列的连续部分)。如果不存在这样的公共子序列,则返回0。
解题过程:
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问题分析:
- 我们需要找到s1和s2的LCS,但这个LCS必须包含s3作为连续子序列
- 这相当于在常规LCS问题上增加了约束条件
- 我们可以将问题分解为在s3出现位置前后的LCS计算
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动态规划状态定义:
定义dp[i][j][k]表示:- 考虑s1的前i个字符和s2的前j个字符
- 已经匹配了s3的前k个字符
- 时的最长公共子序列长度
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状态转移方程:
- 当s1[i-1] == s2[j-1]时:
- 如果当前字符也等于s3[k-1]:
dp[i][j][k] = max(dp[i-1][j-1][k-1] + 1, dp[i-1][j][k], dp[i][j-1][k]) - 如果当前字符不等于s3[k-1]:
dp[i][j][k] = max(dp[i-1][j-1][k] + 1, dp[i-1][j][k], dp[i][j-1][k])
- 如果当前字符也等于s3[k-1]:
- 当s1[i-1] != s2[j-1]时:
dp[i][j][k] = max(dp[i-1][j][k], dp[i][j-1][k])
- 当s1[i-1] == s2[j-1]时:
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边界条件:
- dp[0][j][0] = 0(s1为空,s3匹配0个字符)
- dp[i][0][0] = 0(s2为空,s3匹配0个字符)
- 对于k > 0,dp[0][j][k] = -∞(不可能匹配s3的k个字符)
- 对于k > 0,dp[i][0][k] = -∞(不可能匹配s3的k个字符)
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最终结果:
- 我们需要找到dp[len(s1)][len(s2)][len(s3)],即完全匹配s3后的最大长度
- 如果结果为负数,说明不存在满足条件的公共子序列
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算法优化:
- 可以使用滚动数组优化空间复杂度
- 时间复杂度为O(n×m×l),其中n、m、l分别是三个字符串的长度
这个算法确保了找到的公共子序列一定包含s3作为子序列,同时最大化整个公共子序列的长度。