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Python使用回溯法子集樹模板獲取最長公共子序列(LCS)的方法

2020-01-04 16:42:26
字體:
供稿:網(wǎng)友

本文實例講述了Python使用回溯法子集樹模板獲取最長公共子序列(LCS)的方法。分享給大家供大家參考,具體如下:

問題

輸入

第1行:字符串A
第2行:字符串B
(A,B的長度 <= 1000)

輸出

輸出最長的子序列,如果有多個,隨意輸出1個。

輸入示例

belong
cnblogs

輸出示例

blog

分析

既然打算套用回溯法子集樹模板,那就要祭出元素-狀態(tài)空間分析大法。

以長度較小的字符串中的字符作為元素,以長度較大的字符串中的字符作為狀態(tài)空間,對每一個元素,遍歷它的狀態(tài)空間,其它的事情交給剪枝函數(shù)!!!

解x的長度不固定,xi表示字符串b中的序號。

在處理每一個元素時,如果沒有一個狀態(tài)被選擇(cnblogs中沒一個字符被選取),那么程序無法去往下一個元素。

這確實是個不小的麻煩!!!思考了一天,終于想出辦法了:擴充狀態(tài)空間,增加一個狀態(tài)q!如果元素選取了狀態(tài)q,它是合法的。但是,狀態(tài)q不加入解x內(nèi)!!!

看一個直觀的圖:

Python,回溯法,子集樹模板,最長公共子序列,LCS

至此,enjoy it!

代碼

'''最長公共子序列'''# 作者:hhh5460# 時間:2017年6月3日a = 'belong'b = 'cnblogs'x = []  # 一個解(長度不固定)xi是b中字符的序號X = []  # 一組解best_x = [] # 最佳解best_len = 0 # 最大子序列長度# 沖突檢測def conflict(k):  global n, x, X, a,b,best_len  # 如果兩個字符不相等  if x[-1] < len(b) and a[k] != b[x[-1]]:    return True  # 如果兩個字符相等,但是相對于前一個在b中的位置靠前  if a[k] == b[x[-1]] and (len(x) >= 2 and x[-1] <= x[-2]):    return True  # 如果部分解的長度加上后面a剩下的長度,小于等于best_len  if len(x) + (len(a)-k) < best_len:    return True  return False # 無沖突# 回溯法(遞歸版本)def LCS(k): # 到達a中的第k個元素  global x, X,a,b,best_len,best_x  #print(k, x)  if k == len(a): # 超出最尾的元素    if len(x) > best_len:      best_len = len(x)      best_x = x[:]  else:    for i in range(len(b)+1): # 遍歷 狀態(tài)空間:0~len(b)-1,技巧:人為增加一種狀態(tài)len(b),表示改行沒有元素選取      if i==len(b): # 此狀態(tài)不放入解x內(nèi)        LCS(k+1)      else:        x.append(i)        if not conflict(k): # 剪枝          LCS(k+1)        x.pop()       # 回溯# 根據(jù)一個解x,構(gòu)造最長子序列l(wèi)csdef get_lcs(x):  global b  return ''.join([b[i] for i in x])# 測試LCS(0)print(b)print(best_x)print(get_lcs(best_x))

效果圖

 Python,回溯法,子集樹模板,最長公共子序列,LCS

 

希望本文所述對大家Python程序設(shè)計有所幫助。

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