最长公共子序列实验报告
最长公共子序列(LCS)算法实验
试验四.最长公共子序列(LCS)算法一.实验原理对于给定的两个序列A和B,如果序列C既是A的子序列,又是B的子序列,则称C是A和B的公共子序列,A和B的公共子序列可能不止一个,其中最长的那个序列称为公共子序列。
公共子序列在很多实际应用中起关键作用。
序列A={abdledefiess},B={abwdifgdefiesa},最长公共子序列为C={defies}二.实验目的本次实验就是要找出两个序列XY的最长公共子序列LCS三.实验步骤1.查找公共子序列2.输出公共子序列核心算法代码如下:int **lcs_length(char p[],char q[],int **c,int **k,int m,int n){int i,j;for(i=1;i<=m;i++){for(j=1;j<=n;j++){if(p[i-1]==q[j-1])//如果两个字母相等的情况{c[i][j]=c[i-1][j-1]+1;k[i][j]=1;}else{if(c[i-1][j]>=c[i][j-1])//两字母不等情况1{c[i][j]=c[i-1][j];k[i][j]=2;}else//两字母不等情况2{c[i][j]=c[i][j-1];k[i][j]=3;}}}}return c,k;}输出代码void print_lcs(int **k,char p[],int i,int j){if(i==0||j==0)return ;if(k[i][j]==1){print_lcs(k,p,i-1,j-1);//通过递归的方法按照输入的从头到尾的顺序输出LCScout<<p[i-1];}else if(k[i][j]==2)print_lcs(k,p,i-1,j);elseprint_lcs(k,p,i,j-1);}四.实验结果根据实验算法运行结果如下:以上算法表明可以正确的找出两个序列的最长公共子序列,达到了本次实验的目的.。
最长公共子序列实验报告
最长公共子序列问题一.实验目的:1.加深对最长公共子序列问题算法的理解,实现最长公共子序列问题的求解算法;2.通过本次试验掌握将算法转换为上机操作;3.加深对动态规划思想的理解,并利用其解决生活中的问题。
二.实验内容:1.编写算法:实现两个字符串的最长公共子序列的求解;2.将输入与输出数据保存在文件之中,包括运行时间和运行结果;3.对实验结果进行分析。
三.实验操作:1.最长公共子序列求解:将两个字符串放到两个字符型数组中,characterString1和characterString2,当characterString1[m]= characterString2[m]时,找出这两个字符串m之前的最长公共子序列,然后在其尾部加上characterString1[m],即可得到最长公共子序列。
当characterString1[m] ≠characterString2[m]时,需要解决两个子问题:即找出characterString1(m-1)和characterString2的一个最长公共子序列及characterString1和characterString2(m-1)的一个最长公共子序列,这两个公共子序列中较长者即为characterString1和characterString2的一个最长公共子序列。
2.动态规划算法的思想求解:动态规划算法是自底向上的计算最优值。
计算最长公共子序列长度的动态规划算法LCS-Length以characterString1和characterString2作为输入,输出两个数组result和judge1,其中result存储最长公共子序列的长度,judge1记录指示result的值是由那个子问题解答得到的,最后将最终的最长公共子序列的长度记录到result中。
以LCS-Length计算得到的数组judge1可用于快速构造序列最长公共子序列。
首先从judge1的最后开始,对judge1进行配对。
算法设计与分析实验报告-动态规划寻找最长公共子序列
实验报告一、实验目的写出你认为比较重要的实验目的1.理解动态规划的基本思想,了解最优子结构性质和子问题的重叠性质。
2.熟练掌握典型的动态规划问题。
掌握动态规划思想分析问题的一般方法,对较简单的问题能正确分析,并设计出动态规划算法,并能够用程序实现。
二、实验内容简短明确地写出实验的内容(选作题目)动态规划寻找最长公共子序列三、实验环境操作系统、调试软件名称、版本号,上机地点,机器台号Win10、dev-cpp5.2.0、dreamweaver cs6四、问题分析(1)分析要解决的问题,给出你的思路,可以借助图表等辅助表达。
当一个问题具有最优子结构时,我们就可以考虑使用动态规划法去实现,因此首先刻画最长公共子序列的最优子结构:设X=x1x2…xm和Y=y1y2…yn是两个序列,Z=z1z2…zk是这两个序列的一个最长公共子序列。
1. 如果xm=yn,那么zk=xm=yn,且Zk-1是Xm-1,Yn-1的一个最长公共子序列;2. 如果xm≠yn,那么zk≠xm,意味着Z是Xm-1,Y的一个最长公共子序列;3. 如果xm≠yn,那么zk≠yn,意味着Z是X,Yn-1的一个最长公共子序列。
从上面我们可以看出如果xm=yn,那么我们应该求解Xm-1,Yn-1的一个LCS,并且将xm=yn加入到这个LCS的末尾,这样得到的一个新的LCS就是所求。
如果xm≠yn,分别求Xm-1,Y的一个LCS和X,Yn-1的一个LCS。
其中较长者就是X和Y的一个LCS。
c[m][n]=c[m-1][n-1]+1;c[m][n]=max(c[m-1][n],c[m][m-1]);(2)分析利用你的想法解决该问题可能会有怎样的时空复杂度。
建立c[m][n]的过程中时间复杂度是Ο(mn),空间复杂度是Ο(mn)。
(3)其它(你认为需要在此说明的)五、问题解决(1)根据对问题的分析,写出解决办法。
计算最长公共子序列长度的动态规划算法LCSLength以x[]和y[]作为输入,输出两个数组b[][]和c[][],其中c[][]存储最长公共子序列的长度,b[][]记录指示c[][]的值是由那个子问题解答得到的,最后将最终的最长公共子序列的长度记录到c[][]中。
最长公共子序列(LCS)算法实验
.查找公共子序列
.输出公共子序列
核心算法代码如下:
**( [] [] ** ** )资料个人收集整理,勿做商业用途
{
;
(<)
{
(<)
{
([][])如果两个字母相等地情况
{
[][][][];
[][];
}
{
([][]>[][])两字母不等情况
{
[][][][];
[][];
}
两字母不等情况
{
[][][][];
一.实验原理
对于给定地两个序列和,如果序列既是地子序列,又是地子序列,则称是和地公共子序列,和地公共子序列可能不止一个,其中最长地那个序列称为公共子序列.公共子序列在很多实际应用中起关键作用.资料个人收集整理,勿做商业用途
序列{}{},最长公共子序列为{}资料个人收集整理,勿做商业用途
二.实验目地
本次实验就是要找出两个序列地最长公共子序列
[][];
}
}
}
}
;
}
输出代码
( ** [] )
{
()
;
([][])
{
()通过递归地方法按照输入地从头到尾地顺序输出
<<[];}([][])Fra bibliotek();
();
}
四.实验结果
根据实验算法运行结果如下:
以上算法表明可以正确地找出两个序列地最长公共子序列,达到了本次实验地目地.
最长公共子序列
最长公共子序列
最长公共子序列(longest common subsequence,简称LCS)是在一系列序列中找到最长
公共子序列的算法,这是一种计算机科学中重要的算法,因为它可以用于文本处理、图像处理和生物信息学中的序列比较,并给定的两个序列的编辑距离。
关于LCS算法的历史,称为最早的提出者是Muntz在1971年提出的,但它后来也被Hirschberg和哈利时用来
计算机科学领域。
LCS算法是一种动态规划方法,它的关键在于它需要从底部开始着手,然后一步步的递推到上面,而不是传统的栈方式,只有从上面开始而不会有正确的结果,同时它具有极高的计算效率。
通过动态规划,我们可以用二维表dp[i] [j]来记录字符串X[0]…X[i] 与Y[0]…Y[j] 的LCS,这是该方法的最重要的步骤,每更新一次状态表dp,就可以获得一个新的解。
此外,我们可以使用空间换时间的思想来优化我们的LCS算法,通常有单行存储和单列存储两种方式,尽管这也大大降低了内存的占用,但在计算量的增加的情况下,这种方式也不是很实用。
最长公共子序列算法已经广泛应用在计算机科学,生物信息和图像处理上,它使得在序列比较或文本处理中的传统办法变得简单,更加可靠。
这种算法有着极高的计算效率,可以加快运算的速度,并使用尽可能少的内存存储状态表,这使得LCS算法在当前的应用中日益受到重视。
最长公共子序列的研究报告
最长公共子序列的研究报告在计算机科学和数学领域中,最长公共子序列(Longest Common Subsequence,简称LCS)问题是一个经典且具有重要意义的研究课题。
它不仅在理论研究方面具有深厚的价值,还在实际应用中发挥着关键作用。
最长公共子序列问题的定义相对简单直观。
给定两个序列,我们要找出它们之间最长的公共部分,这个公共部分中的元素顺序保持不变。
例如,对于序列“ABCDGH”和“AEDFHR”,它们的最长公共子序列是“ADH”。
那么,为什么我们要研究最长公共子序列问题呢?这主要是因为它在很多实际场景中都有应用。
在生物信息学中,比较 DNA 序列或蛋白质序列的相似性时,最长公共子序列可以帮助我们了解物种之间的进化关系。
在文件比较和版本控制方面,通过找出两个文本文件的最长公共子序列,可以快速确定它们之间的差异和相似之处,从而提高工作效率。
在自然语言处理中,分析句子结构和语义的相似性时,最长公共子序列也能提供有价值的信息。
接下来,让我们探讨一下如何求解最长公共子序列问题。
最常见的方法是动态规划。
动态规划是一种通过将复杂问题分解为子问题,并保存子问题的解来避免重复计算的方法。
假设我们有两个序列 X 和 Y,长度分别为 m 和 n。
我们创建一个二维数组 dpm + 1n + 1来保存中间计算的结果。
dpij表示序列 X 的前 i 个元素和序列 Y 的前 j 个元素的最长公共子序列的长度。
初始化时,dp 的第一行和第一列都为 0,因为当一个序列为空时,最长公共子序列的长度为 0。
然后,我们通过以下递推公式来填充 dp 数组:如果 Xi 1 == Yj 1,那么 dpij = dpi 1j 1 + 1。
这意味着如果当前两个元素相等,那么它们构成了公共子序列的一部分,长度在前一个状态的基础上加 1。
如果 Xi 1!= Yj 1,那么 dpij = max(dpi 1j, dpij 1)。
这表示如果当前两个元素不相等,那么最长公共子序列的长度要么是只考虑 X 序列前 i 1 个元素和 Y 序列前 j 个元素的最长公共子序列的长度,要么是只考虑 X 序列前 i 个元素和 Y 序列前 j 1 个元素的最长公共子序列的长度,取两者中的最大值。
最长公共子序列 代码和实验报告
课程名称算法分析与设计实验实验项目实验一实验时间__2011__ 年_5___月__ 16 日实验指导老师曹霑懋实验评分院系:计算机学院实验课程:算法分析与设计实验实验项目:实验一(动态规划法算法)指导老师:曹霑懋开课时间:2010 ~ 2011年度第 2学期专业:计算机科学与技术师范类班级:09级 2 班学生:程毅学号: 20092101056华南师范大学教务处课程名称算法分析与设计实验实验项目实验一实验时间__2011__ 年_5___月__ 16 日实验指导老师曹霑懋实验评分实验名称:动态规划算法(综合性实验)实验目标:使用动态规划法和回溯法生成两个长字符串的最优化比对结果。
实验任务:把两个字符串放在一个二维矩阵中,把相同的字符尽最大可能放入同一列(使得整个的比对总计分最大)。
字符串S1,S2 分别放在二维矩阵的第一行和第2行,不可错行。
字符可以在行内移动,通过插入空格使得共同的片段置于共同的列。
实验步骤:1.明确实验目标和实验任务2.理解实验所涉及到的最长公共子序列的算法3.编写程序实现求两个字符串的最长公共子序列的长度。
4.设计实验数据数据并运行程序,记录运行的结果程序代码:#include<iostream>#include<string>#include<iomanip>using namespace std;int dp[1000][1000];string str1,str2,s1,s2;int max(int a,int b,int c){if(a>b && a>c)return a;if(b>a && b>c)return b;if(c>a && c>b)return c;}int lcs(int len1,int len2){memset(dp,0,sizeof(dp));int i,j,x;课程名称算法分析与设计实验实验项目实验一实验时间__2011__ 年_5___月__ 16 日实验指导老师曹霑懋实验评分dp[0][1]=0;dp[1][0]=0;dp[1][1]=0;dp[0][0]=0;for(i=2;i<len1+2;i++){dp[i][1]=-2*(i-1);}for(j=2;j<len2+2;j++){dp[1][j]=-2*(j-1);}for(j=2;j<len2+2;j++){for(i=2;i<len1+2;i++){if(str1[i-2]==str2[j-2])x=dp[i-1][j-1]+5;elsex=dp[i-1][j-1]-1;dp[i][j]=max(x,dp[i-1][j]-2,dp[i][j-1]-2);}}return dp[i-1][j-1];}void print(int len1,int len2){int i,j;i=len1+1;j=len2+1;while(i>1 && j>1){if(dp[i][j]+2==dp[i-1][j]){s2=s2+'_';s1=s1+str1[i-2];i--;continue;课程名称算法分析与设计实验实验项目实验一实验时间__2011__ 年_5___月__ 16 日实验指导老师曹霑懋实验评分}if(dp[i][j]+2==dp[i][j-1]){s1=s1+'_';s2=s2+str2[j-2];j--;continue;}if(dp[i][j]+1==dp[i-1][j-1] || dp[i][j]-5==dp[i-1][j-1]){s1=s1+str1[i-2];s2=s2+str2[j-2];j--;i--;continue;}}for(i=len1-1;i>=0;i--){cout<<s1[i];}cout<<endl;for(j=len1-1;j>=0;j--){cout<<s2[j];}cout<<endl;}int main(){int len1,len2;while(cin>>str1>>str2){len1=str1.size();len2=str2.size();cout<<lcs(len1,len2)<<endl;课程名称算法分析与设计实验实验项目实验一实验时间__2011__ 年_5___月__ 16 日实验指导老师曹霑懋实验评分for(int i=1;i<=len1+1;i++){for(int j=1;j<=len2+1;j++){cout<<setw(5)<<dp[i][j]<<" ";}cout<<endl;}print(len1,len2);}return 0;}数据测试:实验小结:通过这次实验,对动态规划法求最长公共子序列有更深的理解。
多序列最长公共子序列
针对多序列最长公共子序列问题,本文将研究以下几种算法:
1. 基于动态规划的算法
基于动态规划的算法是解决多序列最长公共子序列问题的经典方法。该方法通过构建一个 二维矩阵,记录每个位置上所有序列的最长公共子序列长度。然后,通过动态规划的方 法,自底向上地计算出多序列最长公共子序列的长度。
针对多序列最长公共子序列问题,目前已有许多算法被提出。其中,最著名的算法是 Knuth-Morris-Pratt(KMP)算法。KMP 算法是一种高效的字符串匹配算法,可以在 O(n) 的时间复杂度内完成字符串匹配。在多序列最长公共子序列问题中,KMP 算法可以被用 于加速子序列比对,从而提高算法的性能。然而,KMP 算法仅适用于较小的序列集合, 对于大规模序列集合,其性能并不理想。
通过实验证明,本文提出的算法具有较高的性能。在处理大规模序列集合时,算法能够在
较短的时间内得到正确的结果。此外,算法还具有较好的可扩展性,可以方便地应用于不 同规模的序列集合。
总结所述,本文针对多序列最长公共子序列问题进行了研究,并提出了一种有效的解决方 法。通过实验证明,该方法具有较高的性能和可扩展性,为多序列比对提供了一种有效的 工具。在未来的研究中,我们将进一步优化算法,并探索多序列最长公共子序列问题在更 多应用领域中的可能性。
【算法】 针对 MS-LCS 问题,目前已经提出了多种算法。其中,最著名的算法是动态规划算法。该算法 的基本思想是将多个序列两两比对,求出它们之间的 LCS,然后找出多个 LCS 中的最长序 列。该算法的时间复杂度为 O(nm^2),其中 n 是序列的数量,m 是序列的长度。由于该算法 的时间复杂度较高,因此在处理大规模序列数据时效率较低。为了解决这个问题,研究人员 提出了许多改进算法,如基于贪心策略的算法、基于分治思想的算法、基于动态规划的算法 等。这些算法的时间复杂度都比动态规划算法低,但在某些情况下,它们的准确性较低。
算法实验五_最长公共子序列
一、算法分析最长公共子序列问题为动态规划算法的一个具体应用。
动态规划算法思想的实质为分治思想和解决冗余。
其与分治思想不同之处在于经分解的子问题往往不是互相独立的,而分治思想分解出的子问题是互相独立,各自求解。
动态规划问题子问题的解由子子问题的解组成,因此使用一种存储结构建立一个存储表用来记录所有已解子问题的值。
相对应的代价是增加了空间复杂度,以换取问题求解时间的减少。
最长公共子序列问题按动态规划算法的执行步骤求解。
1.找出最优解的性质,刻画其结构特征。
设两个序列为X(x1,x2…..xm),Y(y1,y2……yn)。
最优子结构特征可以刻画为Z(z1,z2……zk)。
可以分为三种情况:Xm=Yn、Xm>Yn、Xm<Yn。
第一种情况下可断定Zk=Xm=Yn。
第二种情况可将原问题转化为求解Xm-1与Yn的LCS。
第三种情况可将原问题转化为求解Xm与Yn-1的LCS。
2.递归地定义最优值(写出动态规划方程)。
由1中情况可得出递归解的递归过程。
初始条件可判定为C[i][0]、C[0][j]的值为0。
其意义为X或Y有一个序列为0时,最长公共子序列长度为0。
3.以自底向上的方式计算出最优值。
由i=0或j=0的情况向上计算,直到C[m][n]。
4.根据计算最优值时记录的信息,构造最优解。
二、算法实现算法实现可分为三个步骤:1.数据结构选取本次实验采用的数据结构为数组。
二维数组C[i][j]用于判断最优解的构造顺序以及计算最优解的长度。
二维数组B[i][j]用于记录最优解的构造顺序,在打印最优解时做一个索引。
X[i]、Y[i]用于存储输入的两个子序列。
2.LCS长度求解函数函数名为LCS_length。
实现方法参照分析步骤二和三。
3.LCS值输出函数函数名为Print_LCS。
实现方法为自底向上判断记录符号,并输出符合条件的Xi或Yj。
三、实验结果实验进行三次。
第一次为X与Y等长的情况,第二次为X长度小于Y的情况,第三次为X长度大于Y的情况。
公共子序列实验报告
一、实验目的1. 理解公共子序列的概念及其在计算机科学中的应用。
2. 掌握动态规划方法在求解公共子序列问题中的应用。
3. 通过实验,加深对动态规划算法的理解和实现。
二、实验背景公共子序列问题(Common Subsequence Problem)是计算机科学中的一个经典问题,它涉及到两个序列,要求找出这两个序列中最长的公共子序列。
公共子序列可以是从一个序列中提取出来的子序列,也可以是从另一个序列中提取出来的子序列。
该问题在生物信息学、文本编辑、数据压缩等领域有着广泛的应用。
三、实验内容1. 问题定义:给定两个序列X和Y,求X和Y的最长公共子序列。
2. 算法选择:动态规划算法。
3. 实验步骤:1. 输入两个序列X和Y。
2. 创建一个二维数组dp,其大小为(X长度+1)×(Y长度+1),用于存储子问题的解。
3. 初始化dp数组的边界值,即dp[0][j]和dp[i][0]均为0。
4. 遍历dp数组的每个元素,根据以下规则更新dp[i][j]的值:- 如果X[i-1]和Y[j-1]相等,则dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1。
- 否则,dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])。
5. 找到dp数组的最后一个元素dp[X长度][Y长度],即为X和Y的最长公共子序列的长度。
6. 回溯dp数组,找出最长公共子序列。
四、实验结果与分析1. 输入序列:- X:ABCBDAB- Y:BDCAB2. 输出结果:- 最长公共子序列:BCAB3. 分析:- 动态规划算法能够有效地解决公共子序列问题,其时间复杂度为O(mn),其中m和n分别为序列X和Y的长度。
- 实验结果表明,动态规划算法能够准确地找出两个序列的最长公共子序列。
五、实验总结1. 通过本次实验,我们对公共子序列问题有了更深入的理解,并掌握了动态规划方法在求解该问题中的应用。
2. 实验结果表明,动态规划算法在求解公共子序列问题方面具有较高的效率和准确性。
实验二 最长公共子序列
符串:"); secondStr = new JTextField(30); JPanel p2 = new JPanel(); p2.add(secondString); p2.add(secondStr); search = new JButton("确定"); search.addActionListener(this); JPanel p3 = new JPanel(); result = new JLabel(); p3.add(search); p3.add(result); jf.add(p1); jf.add(p2); jf.add(p3); jf.setVisible(true);
四、流程图
五、源程序
1. view.java //视图类
import java.awt.*; import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.*;
public class View implements ActionListener { JTextField firstStr; JTextField secondStr; JButton search; JLabel result; public View(){ JFrame jf = new JFrame(); jf.setLocation(200,100); jf.setSize(500,270); jf.setLayout(new GridLayout(3,1)); JLabel firstString = new JLabel("请输入第一个字
基于位运算的最长公共子序列算法
基于位运算的最长公共子串算法浙江唐文斌[摘要]本文来自于参考文献[1]。
本文描述了一个对于确定有限字符集的基于位运算的最长公共子串算法。
该算法在普通计算机上运行效率明显高于常规的动态算法。
其时间复杂度为(||/*||)O A w B ⎡⎤⎢⎥。
其中w 表示我们在w 位的整数上进行位操作。
[问题介绍]最长公共子串(Longest-common-subsequence ,LCS )问题,是求两个字符串A 和B 的公共子串的最大可能长度。
例如,字符集S={’A’,’C’,’G’,’T’},’GCTAT’和’CGATTA’的最大公共子串(以下简称LCS )为’GTT’,其长度为3。
在这里定义一些变量:A,B 分别是两个给定的串。
S 为A 、B 串所涉及的字符集。
[常规常规动态规划算法动态规划算法]设L[i ,j]等于A[1..i],B[1..j]的LCS.则有L[i,j]=1+L[i-1,j-1]如果(A[i]=B[j])Max(L[i-1,j],L[i ,j-1])其他复杂度为O(|A|*|B|)[基于位运算的动态规划算法]根据上面的动态规划算法,状态函数L 具有如下性质:L[i-1,j-1]≤L[i,j-1],L[i-1,j]≤L[i,j]|L[i,j]-L[i-1,j-1]|≤1对于L 的每一行,相邻的两个元素的最多只相差1。
这样一来,我们就可以用一个二进制的矩阵描述出L :( 1..[,][,]k jL i j M i k ==∑)#bits90001100010111111|T string B90100100010111111|T80010001000111111|C70000100010011111|T-Row[11]71000000100011111|A-Row[10]71000010000011111|G60000010100001111|A50000000100001111|A50000100000001111|T40000000010000111|T30000000000100011|C31000000000010001|G20000000100000100|A10000000000000100|T_________________________________.matrix M ijString A:G T C T T A C A T C C G T T C G这里,我们将串A从右往左写,串B从下往上写。
最长公共子序列法
最长公共子序列法————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:《算法设计与分析》上机报告姓名:学号: 日期: 上机题目: 最长公共子序列算法实验环境:CPU: 2.10GHz ; 内存: 6G ; 操作系统:Win7 64位 ;软件平台:Visual Studio2008 ;一、算法设计与分析:题目一:计算最优值给定两个序列X={x1,x2, ......, xm }和Y={y1,y2, ......,yn },找出X 和Y 的最长公共子序列。
一个给定序列的子序列是在该序列中删去若干个元素后得到的序列。
给定两个序列X 和Y ,当另一序列Z 既是X 的子序列又是Y 的子序列时,称Z 是序列X 和Y 的公共子序列。
例如,若X={A ,B ,C ,B ,D ,A ,B},Y = {B ,D ,C ,A ,B ,A},序列{B ,C ,A}是X 和Y 的一个公共子序列,序列{B ,C ,B ,A}也是X 和Y 的一个公共子序列,且为最长公共子序列。
最长公共子序列问题具有最优子结构性质。
设序列 X = {x1, x2, ......, xm } 和 Y = {y1, y2, ......, yn }的最长公共子序列为 Z ={z1, z2, ......, zk},则(1) 若 xm = yn ,则 zk = xm = yn ,且 Zk-1 是 Xm-1 和 Yn-1 的最长公共子序列。
(2) 若 xm != yn 且 zk != xm ,则 Z 是 Xm-1 和 Y 的最长公共子序列。
(3) 若 xm != yn 且 zk != yn ,则 Z 是 X 和 Yn-1 的最长公共子序列。
其中, Xm-1 = {x1, x2, ......, xm-1 }; Yn-1 = {y1, y2, ......, yn-1}; Zk-1 = {z1, z2, ......, zk-1}。
全子串最长公共子序列
全子串最长公共子序列想象一下你在超市买东西,手里拿着购物清单,准备大展身手。
你看到货架上摆着各种各样的商品,每一项都写着不同的名字。
可是你也知道,真正的挑战并不是去找所有的商品,而是得按照清单上的顺序一个个挑出来。
假如清单上有十样东西,结果你发现有三样找不到,或者某些商品的顺序搞错了,那么你也只能忍痛放弃,重新调整自己的购物计划。
没错,这就跟我们今天要聊的“全子串最长公共子序列”有点儿像。
先别急,这听起来挺复杂的,但实际上一点儿也不难理解。
你就想象成两个人同时在各自的购物清单上标出相同的商品,每个人都希望能拿到越多的共同商品,且这些商品还得保持原来的顺序。
就像是你和朋友同时看一堆电视剧,想要找到两人都看的部分。
明白了吗?我举个真实的例子。
前几天,我去买菜时碰到一个特别烦人的问题——我手里的清单上有几种蔬菜,但是由于季节问题,有些蔬菜买不到,或者已经卖光了。
这就让我想起了“全子串最长公共子序列”这个话题。
你看,我的清单上有几个目标商品,比如“西兰花”,“胡萝卜”,“大蒜”。
而我发现,西兰花虽然一开始挺多的,但是到了卖场的时候,却已经被抢光了。
接下来,我还得去找胡萝卜,结果胡萝卜有很多种,但是那些我想要的牌子和品种却没见着。
这个过程就像是在找“最长公共子序列”——什么意思呢?就是找两个序列(比如你和我手里的购物清单)中的一部分,同时保持顺序一致,并且我们得尽量挑选出最大的一部分。
例如,我一开始在清单上看到了“西兰花”,“胡萝卜”,“大蒜”,这三样是我当时最想买的。
但实际情况是,西兰花缺货了,于是我只能看胡萝卜和大蒜,最后把它们买回来。
虽然我没能买齐全部的商品,但至少这些在清单上的顺序没乱,我也能心满意足地离开超市。
这就像是在编程里处理最长公共子序列一样:你有两串东西(比如两个字符串),你得找出它们都有的部分,且这些部分的顺序得保持不变。
虽然可能不是完全一致,但我们能拿到的最大相同部分才算是“最优解”。
多个字符串 最长公共子序列
多个字符串的最长公共子序列(Longest Common Subsequence,LCS)是指这些字符串中最长的共同子序列。
与最长公共子串(Longest Common Substring)不同,最长公共子序列不要求连续性。
解决多个字符串的最长公共子序列问题可以采用动态规划的方法。
对于两个字符串的情况,可以构建一个二维矩阵,其中矩阵的每个元素表示两个字符串的相应字符是否相等。
然后,通过遍历矩阵并比较字符,可以找到两个字符串的最长公共子序列。
对于多个字符串的情况,可以将其视为两两之间求解最长公共子序列的问题。
首先,选取两个字符串,求出它们的最长公共子序列。
然后,将得到的最长公共子序列与下一个字符串进行比较,继续寻找最长公共子序列。
重复这个过程,直到所有字符串都比较完毕。
需要注意的是,多个字符串的最长公共子序列可能不唯一,但它们的长度一定相同。
两个序列的最长公共子序列
两个序列的最长公共子序列说到“最长公共子序列”,哎呀,这可真是个让人头疼又好玩的课题,咱们平常聊到的可都是生活中的小事儿,但这玩意儿嘛,真是个心思缜密的数学问题。
想象一下吧,两个人走在一起,各自背着一大堆行李,里面装着自己的人生经历、喜好、回忆,还有那些小秘密。
然后,突然有一天,他们发现,哎,原来有些行李是一样的!就是这些相同的部分,形成了他们之间的“公共子序列”。
这可就像是你和朋友一起分享的那些共同的喜好,不管是一起追的剧,还是那段共同的校园回忆,心里都是甜滋滋的。
你说这最长公共子序列到底是什么呢?简单来说,就是在两个序列中,找到那一段最最长的、两个序列都有的部分。
就好比两个人在一个大舞台上,有些舞步是重叠的,有些则是独特的。
你可能会想,这有什么用呢?说实话,没准你一开始觉得这玩意儿没啥用处,但等你真需要的时候,嘿,它就像你的老朋友一样,随时给你带来帮助。
比如,搞编程的人特别喜欢这个概念,因为它能帮助他们解决问题,优化算法。
生活中,很多时候我们也是在寻找那种“公共子序列”,是不是?比如跟家人一起聊天的时候,发现原来大家都喜欢同一部电影,哦,那感觉就像找到了共同语言,瞬间拉近了距离。
再说说,求这个最长公共子序列的过程,简直就像探险。
想象一下,你跟着线索一路追寻,时不时会走进一些死胡同,还得后退再来。
你可能会觉得有点烦,嘿,这就是人生啊!一路上会遇到各种各样的“干扰项”,像是各种不相关的东西让你分心。
比如,你本来在看一部剧,结果被广告吸引了注意,最后却发现时间过得飞快,啥都没看成。
这也是求子序列的一个写照,得学会聚焦,才能找到那个你心心念念的最长公共部分。
生活中有很多这样的长公共子序列。
想想你和朋友聊到某个话题,恍惚间就发现原来大家都经历过类似的事情,简直就是心有灵犀。
而这个时候,你就会特别感慨,哎,我们之间真有那么多共同点。
即使是两条截然不同的生活轨迹,也会在某个瞬间交织在一起,像那神奇的丝带,交错出美丽的图案。
最长公共子序列算法的改进和优化的开题报告
最长公共子序列算法的改进和优化的开题报告一、选题背景最长公共子序列问题是计算机科学领域中的经典问题之一,它的应用广泛,应用场景包括字符串匹配、版本控制系统中冲突合并、DNA序列比对等领域。
最长公共子序列算法的实现关键在于如何快速地计算并返回两个字符串的最长公共子序列。
目前,最常用的算法是基于动态规划的方法。
在实际的应用过程中,最长公共子序列算法的时间复杂度较高,在处理较长的字符串时存在效率低下的问题。
因此,对该算法进行改进和优化,提高其计算效率和精度,具有重要的理论和应用价值。
二、选题内容本项目主要研究最长公共子序列算法的改进和优化,包括以下方面:1. 改进基于动态规划的最长公共子序列算法。
针对该算法中存在的问题,如分配较大的数组、计算冗余的子问题等,提出相应的改进策略,降低其时间、空间复杂度。
2. 研究其他算法优化策略。
研究基于哈希表、滑动窗口等算法思想的最长公共子序列算法优化策略,比较其与基于动态规划算法的优劣势。
3. 程序实现与实验结果分析。
通过编程实现,验证改进和优化方案的有效性,对比各算法的实际执行效率、空间利用率和准确性等指标,分析其适用范围和优化效果。
三、预期成果1. 对最长公共子序列算法的基本原理和常见改进方法进行深入理解和研究,形成一篇基于综合文献研究和实验分析的论文。
2. 实现改进和优化方案的算法程序,并开发出可视化界面,实现可视化操作,方便用户使用。
3. 对比各算法的实际执行效率、空间利用率和准确性等指标,分析其适用范围和优化效果,为后续研究提供支持。
四、研究方法本项目主要采用以下研究方法:1. 文献调研与综述。
查阅相关文献资料,了解最长公共子序列算法原理和常见优化方法,分析其优缺点和适用范围。
2. 分析并设计改进方案。
针对目前最长公共子序列算法中存在的问题,提出相应的改进方案,包括优化算法数据结构设计、减少计算和存储冗余等方面。
3. 程序实现与算法评估。
基于所提出的改进方案,编程实现算法程序,设置实验对比数据集,比较各算法在执行效率、空间利用率和准确性等方面的表现。
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5. L[0,j]0
6. end for
7. for i1 to n
8. for j1 to m
9. if ai=bj then L[i,j]L[i-1,j-1]+1
10. else L[i,j]max {L[i,j-1], L[i-1,j] }
11. end if
12. end for
六、指导教师评语及成绩
评语:
年月日
设计题目
求最长公共子序列
一、设计内容
求最长公共子序列,如输入字符串str1=adadsda,str2=sadasfda。
则求出的最长公共子序列是adasda。
二、设计目的
掌握动态规划思想,对使用求最长公共子序列加深理解。
三、设计过程
1.算法设计
1. for i0 to n
2. L[i,0]0
3. end for
13. end for
14. return L[n,m]
2.流程图
图1.Lcs算法
3.数据结构
str1=adadsda
str2=sadasfda
四、程序实现及运行结果
五、设计总结
通过此次实验,我更加深刻的理解了动态规划的思想,提高了我的动手实践的能力对我之后的发展起了很大的帮助,动态规把多阶段过程转化为一系列单阶段问题,利用各阶段之间的关系,逐个求解。
河北地质大学
课程设计报告
(学院)系:信息工程学院
专业:计算机科学与技术
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班级:二班
学号:************
**********ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2016年11月26日
算法课程设计报告
姓名
李义
学号
515109030227
日期
2016/11/10-2016/12/1
实验室
152
指导教师
王培崇
设备编号
08