最长重复子数组的变种:允许最多k次元素删除的最长公共子数组
字数 1019 2025-11-15 14:24:58

最长重复子数组的变种:允许最多k次元素删除的最长公共子数组

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的最长子数组(连续子数组),但是在匹配过程中允许最多删除k个元素。也就是说,我们可以从两个数组的任意位置删除最多k个元素,使得剩下的子数组完全相同,并且长度最长。

解题过程:

  1. 问题分析:
  • 这是一个最长公共子数组问题的变种,增加了删除操作的灵活性
  • 与标准最长公共子数组不同,我们允许跳过(删除)最多k个不匹配的元素
  • 我们需要找到最长的连续公共子数组,考虑删除操作
  1. 动态规划状态定义:
    定义dp[i][j][d]表示以nums1的第i个元素和nums2的第j个元素结尾,使用了d次删除操作时,能够获得的最长公共子数组长度。

  2. 状态转移方程:

  • 如果nums1[i-1] == nums2[j-1](当前元素匹配):
    dp[i][j][d] = dp[i-1][j-1][d] + 1
  • 如果nums1[i-1] != nums2[j-1](当前元素不匹配):
    • 如果d > 0(还有删除次数可用):
      dp[i][j][d] = max(dp[i-1][j][d-1], dp[i][j-1][d-1])
    • 如果d = 0(没有删除次数可用):
      dp[i][j][d] = 0
  1. 初始化:
  • 当i=0或j=0时,dp[i][j][d] = 0(空数组)
  1. 空间优化:
    由于状态转移只依赖于前一行和前一列,我们可以使用二维数组进行空间优化,通过倒序遍历来避免状态覆盖。

  2. 算法步骤:
    步骤1:初始化二维数组dp,大小为(len(nums2)+1) × (k+1)
    步骤2:遍历nums1的每个元素
    步骤3:对于每个nums1元素,倒序遍历nums2
    步骤4:对于每个删除次数d(从k到0倒序)
    步骤5:根据状态转移方程更新dp值
    步骤6:记录过程中出现的最大值

  3. 时间复杂度:O(n×m×k),其中n、m分别是两个数组的长度
    空间复杂度:O(m×k)

  4. 边界情况处理:

  • 当k=0时,退化为标准的最长公共子数组问题
  • 当k足够大时,相当于找到两个数组的最长公共子序列
  • 处理空数组的情况

这个解法通过动态规划巧妙地处理了删除操作的限制,在标准最长公共子数组的基础上增加了删除次数的维度,使得我们能够在允许有限次删除的情况下找到最长的公共子数组。

最长重复子数组的变种:允许最多k次元素删除的最长公共子数组 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的最长子数组(连续子数组),但是在匹配过程中允许最多删除k个元素。也就是说,我们可以从两个数组的任意位置删除最多k个元素,使得剩下的子数组完全相同,并且长度最长。 解题过程: 问题分析: 这是一个最长公共子数组问题的变种,增加了删除操作的灵活性 与标准最长公共子数组不同,我们允许跳过(删除)最多k个不匹配的元素 我们需要找到最长的连续公共子数组,考虑删除操作 动态规划状态定义: 定义dp[ i][ j][ d ]表示以nums1的第i个元素和nums2的第j个元素结尾,使用了d次删除操作时,能够获得的最长公共子数组长度。 状态转移方程: 如果nums1[ i-1] == nums2[ j-1 ](当前元素匹配): dp[ i][ j][ d] = dp[ i-1][ j-1][ d ] + 1 如果nums1[ i-1] != nums2[ j-1 ](当前元素不匹配): 如果d > 0(还有删除次数可用): dp[ i][ j][ d] = max(dp[ i-1][ j][ d-1], dp[ i][ j-1][ d-1 ]) 如果d = 0(没有删除次数可用): dp[ i][ j][ d ] = 0 初始化: 当i=0或j=0时,dp[ i][ j][ d ] = 0(空数组) 空间优化: 由于状态转移只依赖于前一行和前一列,我们可以使用二维数组进行空间优化,通过倒序遍历来避免状态覆盖。 算法步骤: 步骤1:初始化二维数组dp,大小为(len(nums2)+1) × (k+1) 步骤2:遍历nums1的每个元素 步骤3:对于每个nums1元素,倒序遍历nums2 步骤4:对于每个删除次数d(从k到0倒序) 步骤5:根据状态转移方程更新dp值 步骤6:记录过程中出现的最大值 时间复杂度:O(n×m×k),其中n、m分别是两个数组的长度 空间复杂度:O(m×k) 边界情况处理: 当k=0时,退化为标准的最长公共子数组问题 当k足够大时,相当于找到两个数组的最长公共子序列 处理空数组的情况 这个解法通过动态规划巧妙地处理了删除操作的限制,在标准最长公共子数组的基础上增加了删除次数的维度,使得我们能够在允许有限次删除的情况下找到最长的公共子数组。