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  • Lintcode--007(不同的子序列)

    题目:http://www.lintcode.com/zh-cn/problem/distinct-subsequences/

    2016-08-25

    给出字符串S和字符串T,计算S的不同的子序列中T出现的个数。

    子序列字符串是原始字符串通过删除一些(或零个)产生的一个新的字符串,并且对剩下的字符的相对位置没有影响。(比如,“ACE”“ABCDE”的子序列字符串,而“AEC”不是)。 

    样例

    给出S = "rabbbit", T = "rabbit"

    返回 3.

    标签 

    解题:

    分析:

    一般来说,如果题目里面给出两个字符串,基本是两种思路,一种就是递归判断,一种就是动态规划。这里我们可以用 f[i,j] 表示S中前i个字符串中,T的前j个字符出现的次数。

    比较 S[i-1] 是否等于 T[j-1]:

    (1)如果不相等: f[i,j] = f[i-1,j] ;

    (2)如果相等:f[i,j] = f[i-1,j]+f[i-1,j-1];

    可以看到,i的状态只与i-1有关,于是可以用滚动数组来进行优化。

    总结:像这类动态规划题目,都是设法找到子问题的解,然后进行归纳递推。具体的,比如5,6,7三个题目。

                a. 先设置一个子问题:前i个字符组成的字符串,和前j个字符组成的字符串,它的解为p[i][j];

                b. 然后考虑这个解与p[i-1,j-1],p[i,j-1],p[i-1,j] 的关系。一般就是通过比较前最后两个字符是否相等来归纳,写出问题解的表达式。

                c. 求出初始值,剩下的计算,交给计算机好了。

     代码如下:

    class Solution {
    public:    
        /**
         * @param S, T: Two string.
         * @return: Count the number of distinct subsequences
         */
        int numDistinct(string &S, string &T) {
            // write your code here
            //动态规划问题,主要还是熟悉动态规划的解题模式。
            //注意初始值设置要正确,边界要完整。
            
            int Slen=S.length();
            int Tlen=T.length();
            int dp[Slen+1][Tlen+1];
            
            dp[0][0]=1;
            for(int i=1;i<Slen+1;i++){
                dp[i][0]=1;
            }
            for(int j=1;j<Tlen+1;j++){
                dp[0][j]=0;
            }
            for(int i=0;i<Slen;i++){
                for(int j=0;j<Tlen;j++){
                    if(S[i]!=T[j]){
                        dp[i+1][j+1]=dp[i][j+1];
                    }
                    else{
                        dp[i+1][j+1]=dp[i][j]+dp[i][j+1];
                    }
                }
            }
            return dp[Slen][Tlen];
        }
    };

    附:优化代码

    转自:http://blog.csdn.net/wangyuquanliuli/article/details/45830879

        class Solution {  
        public:      
            /** 
             * @param S, T: Two string. 
             * @return: Count the number of distinct subsequences 
             */  
            int numDistinct(string &S, string &T) {  
                // write your code here  
                vector<int> dp(T.length()+1);  
                dp[0] = 1;  
                for(int i=1;i<=S.length();i++)  
                {  
                    for(int j=T.length();j>0;j--)  
                        dp[j] += T[j-1]==S[i-1]?dp[j-1]:0;  
                }  
                return dp[T.length()];  
            }  
        };  

    滚动数组:

    转自:http://blog.csdn.net/niushuai666/article/details/6677982

    滚动数组的作用在于优化空间,主要应用在递推或动态规划中(如01背包问题)。因为DP(动态规划)题目是一个自底向上的扩展过程,我们常常需要用到的是连续的解,前面的解往往可以舍去。所以用滚动数组优化是很有效的。利用滚动数组的话在N很大的情况下可以达到压缩存储的作用。

    一个简单的例子:

    斐波那契数列:

    一般代码:

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    using namespace std;
    int Fib[25];
    
    int fib(int n)
    {
        Fib[0] = 0;
        Fib[1] = 1;
        Fib[2] = 1;
        for(int i = 3; i <= n; ++i)
            Fib[i] = Fib[i - 1] + Fib[i - 2];
        return Fib[n];
    }
    
    int main()
    {
        int ncase, n, ans;
        scanf("%d", &ncase);
        while(ncase--)
        {
            scanf("%d", &n);
            ans = fib(n);
            printf("%d
    ", ans);
        }
        return 0;
    }

    利用滚动数组优化后代码为:

    大家熟悉的斐波那契数列,f(n) =f(n-1) +f(n-2),如果要求解f(1000),是不需要申请1000个大小的数组的,使用滚动数组只需申请3个空间f[3]就可以完成任务。

     
    #include<cstdio>
    using namespace std;
    int Fib[3];
    
    int fib(int n)
    {
        Fib[1] = 0; 
        Fib[2] = 1;
        for(int i = 2; i <= n; ++i)
        {//这里实现滚动;
            Fib[0] = Fib[1]; 
            Fib[1] = Fib[2];
            Fib[2] = Fib[0] + Fib[1];
        }
        return Fib[2];
    }
    
    int main()
    {
        int ncase, n, ans;
        scanf("%d", &ncase);
        while(ncase--)
        {
            scanf("%d", &n);
            ans = fib(n);
            printf("%d
    ", ans);
        }
        return 0;
    }        

    所谓滚动数组,目的在于优化空间,状态转移矩阵使用的是一个N*V的数组,在求解的过程中,我们可以发现,当前状态只与前一状态 的解有关,那么之前存储的状态信息已经无用了,可以舍弃的,我们只需要空间存储当前的状态和前一状态,所以只需使用2*V的空间,循环滚动使用,就可以达 到跟N*V一样的效果。这是一个非常大的空间优化。

    滚动数组实际是一种节省空间的办法,时间上没啥优势,多用于DP中,举个例子吧: 

    一个DP,平常如果需要1000×1000的空间,其实根据DP的无后效性,可以开成2×1000,然后通过滚动,获得和1000×1000一样的效果。 滚动数组常用于DP之中,在DP过程中,我们在由一个状态转向另一个状态时,很可能之前存储的某些状态信息就已经无用了,例如在01背包问题中,从理解角 度讲我们应开DP[i][j]的二维数组,第一维我们存处理到第几个物品,也就是阶段了,第二维存储容量,但是我们获得DP[i],只需使用DP[i - 1]的信息,DP[i - k],k>1都成了无用空间,因此我们可以将数组开成一维就行,迭代更新数组中内容,滚动数组也是这个原理,目的也一样,不过这时候的问题常常是不 可能缩成一维的了,比如一个DP[i][j]需要由DP[i - 1 ][k],DP[i - 2][k]决定,i<n,0<k<=10;n <= 100000000;显然缩不成一维,正常我们应该开一个DP[100000005][11]的数组,结果很明显,超内存,其实我们只要开DP[3] [11]就够了DP[i%3][j]由DP[(i - 1)%3][k]和DP[(i - 2)%3][k]决定,空间复杂度差别巨大。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Allen-rg/p/5807550.html
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