今日主要总结一下动态规划的一道题目,115. 不同的子序列
题目:115. 不同的子序列
Leetcode题目地址
题目描述:
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:
输入:s = “rabbbit”, t = “rabbit”
输出:3
解释:
如下图所示, 有 3 种可以从 s 中得到 “rabbit” 的方案。
rabbbit
rabbbit
rabbbit
示例 2:
输入:s = “babgbag”, t = “bag”
输出:5
解释:
如下图所示, 有 5 种可以从 s 中得到 “bag” 的方案。
babgbag
babgbag
babgbag
babgbag
babgbag
提示:
0 <= s.length, t.length <= 1000
s 和 t 由英文字母组成
本题重难点
这道题目如果不是子序列,而是要求连续序列的,那就可以考虑用KMP。
这道题目相对于72. 编辑距离,简单了不少,因为本题相当于只有删除操作,不用考虑替换增加之类的。
但相对于刚讲过的动态规划:一文搞懂动态规划之392. 判断子序列问题就有难度了,这道题目双指针法可就做不了了,来看看动规五部曲分析如下:
-
确定dp数组(dp table)以及下标的含义
dp[i][j]:以i-1为结尾的s子序列中出现以j-1为结尾的t的个数为dp[i][j]。 -
确定递推公式
这一类问题,基本是要分析两种情况
s[i - 1] 与 t[j - 1]相等
s[i - 1] 与 t[j - 1] 不相等
当s[i - 1] 与 t[j - 1]相等时,dp[i][j]可以有两部分组成。
一部分是用s[i - 1]来匹配,那么个数为dp[i - 1][j - 1]。
一部分是不用s[i - 1]来匹配,个数为dp[i - 1][j]。
这里可能有同学不明白了,为什么还要考虑 不用s[i - 1]来匹配,都相同了指定要匹配啊。
例如: s:bagg 和 t:bag ,s[3] 和 t[2]是相同的,但是字符串s也可以不用s[3]来匹配,即用s[0]s[1]s[2]组成的bag。
当然也可以用s[3]来匹配,即:s[0]s[1]s[3]组成的bag。
所以当s[i - 1] 与 t[j - 1]相等时,dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + dp[i - 1][j];
当s[i - 1] 与 t[j - 1]不相等时,dp[i][j]只有一部分组成,不用s[i - 1]来匹配,即:dp[i - 1][j]
所以递推公式为:dp[i][j] = dp[i - 1][j]; -
dp数组如何初始化
从递推公式dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + dp[i - 1][j]; 和 dp[i][j] = dp[i - 1][j]; 中可以看出dp[i][0] 和dp[0][j]是一定要初始化的。
每次当初始化的时候,都要回顾一下dp[i][j]的定义,不要凭感觉初始化。
dp[i][0]表示什么呢?
dp[i][0] 表示:以i-1为结尾的s可以随便删除元素,出现空字符串的个数。
那么dp[i][0]一定都是1,因为也就是把以i-1为结尾的s,删除所有元素,出现空字符串的个数就是1。
再来看dp[0][j],dp[0][j]:空字符串s可以随便删除元素,出现以j-1为结尾的字符串t的个数。
那么dp[0][j]一定都是0,s如论如何也变成不了t。
最后就要看一个特殊位置了,即:dp[0][0] 应该是多少。
dp[0][0]应该是1,空字符串s,可以删除0个元素,变成空字符串t。 -
确定遍历顺序
从递推公式dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + dp[i - 1][j]; 和 dp[i][j] = dp[i - 1][j]; 中可以看出dp[i][j]都是根据左上方和正上方推出来的。
所以遍历的时候一定是从上到下,从左到右,这样保证dp[i][j]可以根据之前计算出来的数值进行计算。
- 举例推导dp数组
以s:“baegg”,t:"bag"为例,推导dp数组状态如下:
如果写出来的代码怎么改都通过不了,不妨把dp数组打印出来,看一看,是不是这样的。
C++代码
class Solution {
public:
int numDistinct(string s, string t) {
vector<vector<uint64_t>>dp(s.size() + 1, vector<uint64_t>(t.size() + 1, 0));
for(int i = 0; i <= s.size(); i++) dp[i][0] = 1;
for (int i = 1; i <= s.size(); i++){
for(int j = 1; j <= t.size(); j++){
if(s[i - 1] == t[j - 1]){
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + dp[i - 1][j];
}
else{
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
}
}
}
return dp[s.size()][t.size()];
}
};
总结
动态规划
英文:Dynamic Programming,简称DP,如果某一问题有很多重叠子问题,使用动态规划是最有效的。
动态规划中每一个状态一定是由上一个状态推导出来的,这一点就区分于贪心,贪心没有状态推导,而是从局部直接选最优的
对于动态规划问题,可以拆解为如下五步曲,这五步都搞清楚了,才能说把动态规划真的掌握了!
- 确定dp数组(dp table)以及下标的含义
- 确定递推公式
- dp数组如何初始化
- 确定遍历顺序
- 举例推导dp数组
这道题目如果不是子序列,而是要求连续序列的,那就可以考虑用KMP。
这道题目相对于72. 编辑距离,简单了不少,因为本题相当于只有删除操作,不用考虑替换增加之类的。
但相对于刚讲过的动态规划:一文搞懂动态规划之392. 判断子序列问题就有难度了,动态规划中依然是使用动规五部曲,做每道动态规划题目这五步都要弄清楚才能更清楚的理解题目!
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