最长重复子数组的变种:最多允许k次修改的最长重复子数组
字数 828 2025-11-02 11:43:41
最长重复子数组的变种:最多允许k次修改的最长重复子数组
题目描述:
给定两个整数数组nums1和nums2,以及一个非负整数k。我们需要找到两个数组中相同长度的连续子数组,使得这两个子数组在最多修改k个元素的情况下完全相同。换句话说,我们可以在任意一个子数组中最多修改k个元素的值,使得修改后的两个子数组完全相同。要求找到满足条件的最长子数组的长度。
解题过程:
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问题分析:
我们需要在两个数组中找到两个相同长度的连续子数组,允许最多k次修改使它们相同。这与标准的最长重复子数组问题不同,因为允许一定的差异。 -
动态规划状态定义:
我们可以使用二维动态规划,但需要记录差异数。定义dp[i][j][d]表示以nums1[i-1]和nums2[j-1]结尾的子数组,在恰好有d个差异时的最大长度。 -
状态转移方程:
对于每个位置(i, j)和差异数d:
- 如果nums1[i-1] == nums2[j-1]:
dp[i][j][d] = dp[i-1][j-1][d] + 1 - 如果nums1[i-1] != nums2[j-1]:
dp[i][j][d] = dp[i-1][j-1][d-1] + 1 (当d > 0时)
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空间优化:
由于dp[i][j]只依赖于dp[i-1][j-1],我们可以使用二维数组并逆序遍历来优化空间。 -
具体实现步骤:
- 初始化二维数组dp,大小为(len(nums2)+1) × (k+1)
- 遍历nums1的每个元素
- 对于每个元素,逆序遍历nums2和差异数
- 根据状态转移方程更新dp值
- 记录过程中的最大值
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时间复杂度:O(n×m×k),空间复杂度:O(m×k)
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边界情况处理:
- 当k=0时,退化为标准的最长重复子数组问题
- 当k足够大时,结果就是两个数组中较短的长度
这个算法通过动态规划记录不同差异数下的最长匹配长度,有效地解决了允许有限修改的最长重复子数组问题。