LC 115. 不同的子序列
题目描述
这是 LeetCode 上的 115. 不同的子序列 ,难度为 困难。
给定一个字符串 s
和一个字符串 t
,计算在 s
的子序列中 t
出现的个数。
字符串的一个 子序列 是指,通过删除一些(也可以不删除)字符且不干扰剩余字符相对位置所组成的新字符串。(例如,"ACE"
是 "ABCDE"
的一个子序列,而 "AEC"
不是)
题目数据保证答案符合 32
位带符号整数范围。
示例 1:
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示例 2:
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提示:
- $0 <= s.length, t.length <= 1000$
s
和t
由英文字母组成
基本思路
有两个字符串 s
和 t
,长度数量级都为 $10^3$。
一个朴素的想法是,找出所有 s
的子序列,与 t
进行比较,找所有子序列的复杂度是 $O(2^n)$,肯定会超时。
因此,我们放弃这种朴素思路。
字符串匹配也不具有二段性质,不可能有 $log$ 级别的算法,那么复杂度再往下优化就是 $O(n * m)$ 的递推 DP 做法了。
动态规划
DP 的状态定义猜测通常是一门经验学科。
但是,对于两个字符串匹配,一个非常通用的状态定义如下:
定义 $f[i][j]$ 为考虑 s
中 $[0,i]$ 个字符,t
中 $[0,j]$ 个字符的匹配个数。
那么显然对于某个 $f[i][j]$ 而言,从「最后一步」的匹配进行分析,包含两类决策:
- 不让
s[i]
参与匹配,也就是需要让s
中 $[0,i-1]$ 个字符去匹配t
中的 $[0,j]$ 字符。此时匹配值为 $f[i-1][j]$ - 让
s[i]
参与匹配,这时候只需要让s
中 $[0,i-1]$ 个字符去匹配t
中的 $[0,j-1]$ 字符即可,同时满足s[i]=t[j]
。此时匹配值为 $f[i-1][j-1]$
最终 $f[i][j]$ 就是两者之和。
Java 代码:
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C++ 代码:
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Python 代码:
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TypeScript 代码:
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- 时间复杂度:$O(n \times m)$
- 空间复杂度:$O(n \times m)$
PS. 需要说明的是,由于中间结果会溢出,CPP
中必须使用 unsigned long long
,而 Java
不用。由于 Java
中 int
的存储机制,只要在运算过程中只要不涉及取 min
、取 max
或者其他比较操作的话,中间结果溢出不会影响最终结果。
总结
- 关于字符串匹配,通常有两种(你也可以理解为一种)通用的状态定义:
- $f[i][j]$ 表示「第一个字符
s
中 $[0,i]$ 个字符」与「第二个字符t
中 $[0,j]$ 个字符」的匹配结果 - $f[i][j]$ 表示「第一个字符
s
中 $[0,i]$ 个字符」与「第二个字符t
中 $[0,j]$ 个字符」且 「最后一个字符为t[j]
」的匹配结果
- 往两个字符串的头部追加「不存在」的字符,目的是为了能够构造出可以滚动(被累加)下去的初始化值
进阶
事实上,关于字符串匹配问题,还有一道稍稍不同的变形的题目。
也是利用了类似的「通用思路」(状态定义) &「技巧」,然后对匹配过程中的字符进行分情况讨论,学有余力的同学可以看看:
10. 正则表达式匹配 : 如何利用的「等差」性质降低「正则字符串匹配」算法复杂度 …
最后
这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.115
篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。
在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。
为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。
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