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:

  1. 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
  2. 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
  3. 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])
    • 当s1[i-1] != s2[j-1]时:
      dp[i][j][k] = max(dp[i-1][j][k], dp[i][j-1][k])
  4. 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)
  5. 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
  6. 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。

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: 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 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 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 ]) 当s1[ i-1] != s2[ j-1 ]时: dp[ i][ j][ k] = max(dp[ i-1][ j][ k], dp[ i][ j-1][ k ]) 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) 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 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。