最长前缀

最长前缀动态规划算法详解
本文详细介绍了如何使用动态规划解决寻找给定序列前缀最大长度的问题,该长度可以通过集合中提供的字符串组合而成。通过多组测试数据,展示了算法的具体实现过程及应用实例。

最长前缀

时间限制:
1000ms
内存限制:
10000kB
描述

    已知一个字符串集合,如{A, AB, BA, CA, BBC},求给定序列前缀可由集合中字符串构成的最大长度,如ABABACABAABC得出11

输入
输入包括多组测试数据,以EOF为结束。
每组测试数据第一行,包括一个整数n(1<=n<=10),表示表示字符串集合中字符串的个数。以下n行,每行一个字符串,字符串的长度不超过10。最后一行也是一个字符串,长度不超过100,表示要匹配的字符串。
所有字符串的字符都为大写字母。
输出
对于每组测试数据,只需输出一行,即给定字符串前缀可由集合中字符串组合的最大长度。
样例输入
5
A AB BA CA BBC
ABABACABAABC
样例输出
11

动态规划,不断产生子问题,知道子问题可以解决为止!

代码如下;

//最长前缀 动态规划
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char a[12][12];
int lenth[12];
char s[110];
int mark[110]; //存放从m到n的最长前缀数目,初始化为0
int n, s_lenth;
int dps(int m){
    // 表示从s[m]到s[n]的最长前缀
    // 当m=0时,即为串s的最长前缀
    if(m>=s_lenth){ //i+lenth[i] 可能会超过字符串的总长度,注意有“=”
        return 0;
    }
    if(mark[m]!=0){
        return mark[m];
    }
    for(int i=0; i<n; i++){
        int flag = 0;
        for(int t=0; t<lenth[i]; t++){
            if(s[m+t]!=a[i][t]){ //不匹配的情况
                flag = 1;
                break;
            }
        }
        //如果匹配,找出当前最长前缀数目
        if(!flag&&dps(m+lenth[i]) + lenth[i]>mark[m]){
            mark[m] = dps(m+lenth[i]) + lenth[i];
            }
    }
    return mark[m];
}
int main()
{
    //freopen("in.txt", "r", stdin);
    while (scanf("%d", &n)!=EOF){
        for (int i=0; i<n; i++){
            scanf("%s", a[i]);
            lenth[i] = strlen(a[i]);
        }
        scanf("%s", s);
        s_lenth = strlen(s);
        memset(mark, 0, sizeof(mark));
        printf("%d\n", dps(0));
    }
    return 0;
}


 

### 定义 最长前缀原则是指在进行匹配操作时,寻找与给定输入匹配的最长前缀。例如在路由选择中,当一个数据包到达路由器时,路由器会在路由表中查找与该数据包目的地址匹配的最长前缀的路由条目,以确定将数据包转发的方向。在代码示例中,`LongestPrefix` 函数实现了在 `NameTrie` 结构中查找最长前缀的功能,返回最长前缀的结束索引 [^1]。 ```go func (n NameTrie) LongestPrefix(parts []string) int { last := -1 current := n i := -1 for _, p := range parts { if current.end { last = i // 记录最后一个匹配位置 } next := current.next[p] if next == nil { break // 无法继续匹配 } current = next i++ } return last // 返回最长前缀的结束索引 } ``` ### 应用 - **路由选择**:在网络路由中,最长前缀匹配原则是核心机制之一。一个 CIDR 地址块可以表示很多地址,这种地址的聚合常称为路由聚合,也称为构成超网。数据包按具体路由的方向发送,遵循具有最少 IP 地址的最长匹配前缀原则 [^4]。 - **数据预处理**:在对大数据进行预处理时,前缀和是一种有效的减少时间复杂度的预处理方式,其中可能会涉及到最长前缀匹配的思想,以提升预处理的效率 [^2]。 - **前缀匹配查找**:在解决前缀匹配查找问题时,需要找到一种方法来避免在添加新前缀范围时出现线性时间的更新。可以考虑将二进制搜索数据库存储为树,并将预先计算的前缀信息存储在树的较高层次,而不是叶子节点,这其中也会运用到最长前缀匹配的算法 [^3]。 ### 相关知识 - **前缀和**:前缀和是一种预处理技术,在一维或高维数据处理中,通过预先计算前缀和,可以在后续查询操作中快速得到结果,减少时间复杂度。大致思路在不同维度下都是相同的 [^2]。 - **前缀匹配查找算法**:在进行前缀匹配查找时,为了提高效率和避免线性时间的更新,可以采用树结构存储数据,并将预先计算的前缀信息存储在树的较高层次 [^3]。
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