Hard-题目13:72. Edit Distance

本文详细介绍了解决字符串转换问题的编辑距离算法,通过动态规划的方法,实现了计算将一个字符串转换为另一个字符串所需的最少操作次数(包括插入、删除和替换字符)。文章提供了Java实现代码,并分析了算法的时间效率。

题目原文:
Given two words word1 and word2, find the minimum number of steps required to convert word1 to word2. (each operation is counted as 1 step.)

You have the following 3 operations permitted on a word:

a) Insert a character
b) Delete a character
c) Replace a character
题目大意:
要把word1变成word2,总共分几步?
————赵本山小品台词迷之乱入。。。

每一步可以增加一个字符、减少一个字符、修改一个字符。求把字符串word1变成word2的最小步数。
题目分析:
设dp[i][j]表示把word1的前i个字符变成word2的前j个字符的最小步数,首先初始化dp[0][j]=j(显然如此,因为把空串变成一个长度为j的字符串只能增加),同理dp[i][0]=i.
接下来转移方程亦不难理解:考虑dp[i][j],如果word1[i]==word2[j],那么这一位就没变,只需要把前面的字符以最小步数变过来就可以,因此dp[i][j]=dp[i-1][j-1];如果不等,则只有三种情况:
(1) 把word1的前i-1个字符变成word2的前j-1个字符,再修改word1[i]为word2[j];
(2) 把word1的前i个字符变成word2的前j-1个字符,再加上word2[j];
(3) 把word1的前i-1的字符变成word2的前j个字符,再删除word[i]。
因此dp[i][j]=min(dp[i-1][j-1],dp[i][j-1],dp[i-1][j])+1.
源码:(language:java)

public class Solution {
    public int minDistance(String word1, String word2) {
        int len1 = word1.length(),len2 = word2.length();
        int[][] dp = new int[len1+1][len2+1];
        for (int i = 1; i<=len1; i++)
            dp[i][0] = i;
        for (int j = 1; j<=len2; j++) 
            dp[0][j] = j;
        for (int i = 1;i<=len1;i++) {
            for(int j = 1;j<=len2;j++) {
                if(word1.charAt(i-1)!=word2.charAt(j-1)) {
                    int min = Math.min(dp[i-1][j], Math.min(dp[i-1][j-1], dp[i][j-1]));
                    dp[i][j] = min+1;
                }
                else
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1];
            }
        }
        return dp[len1][len2];

    }
}

成绩:
13ms,beats 63.16%,众数13ms,19.74%
Cmershen的碎碎念:
相传这个算法在斯坦福大学的NLP公开课上讲过,我也是在上学期的《计算机语言学》课上了解到这个算法的。既然先入为主了,我并不觉得这道题有Hard难度。(比之前面几题各种高级数据结构……匪夷所思的算法……)

这次给的这道题比上面的难一些,在 leetcdoe 的定位是 hard 级别。好像是 leetcode 的第 72 号题。 问题描述 给定两个单词 word1 和 word2,计算出将 word1 转换成 word2 所使用的最少操作数 。 你可以对一个单词进行如下三种操作: 插入一个字符 示例 1: 输入: word1 = "horse", word2 = "ros" 输出: 3 解释: horse -> rorse (将 'h' 替换为 'r') rorse -> rose (删除 'r') rose -> ros (删除 'e') AI生成项目 javascript 运行 解答 还是老样子,按照上面三个步骤来,并且我这里可以告诉你,90% 的字符串问题都可以用动态规划解决,并且90%是采用二维数组。 步骤一、定义数组元素的含义 由于我们的目的求将 word1 转换成 word2 所使用的最少操作数 。那我们就定义 dp[i] [j]的含义为:当字符串 word1 的长度为 i,字符串 word2 的长度为 j 时,将 word1 转化为 word2 所使用的最少操作次数为 dp[i] [j]。 有时候,数组的含义并不容易找,所以还是那句话,我给你们一个套路,剩下的还得看你们去领悟。 步骤二:找出关系数组元素间的关系式 接下来我们就要找 dp[i] [j] 元素之间的关系了,比起其他题,这道题相对比较难找一点,但是,不管多难找,大部分情况下,dp[i] [j] 和 dp[i-1] [j]、dp[i] [j-1]、dp[i-1] [j-1] 肯定存在某种关系。因为我们的目标就是,从规模小的,通过一些操作,推导出规模大的。对于这道题,我们可以对 word1 进行三种操作 插入一个字符 由于我们是要让操作的次数最小,所以我们要寻找最佳操作。那么有如下关系式: 一、如果我们 word1[i] 与 word2 [j] 相等,这个时候不需要进行任何操作,显然有 dp[i] [j] = dp[i-1] [j-1]。(别忘了 dp[i] [j] 的含义哈)。 二、如果我们 word1[i] 与 word2 [j] 不相等,这个时候我们就必须进行调整,而调整的操作有 3 种,我们要选择一种。三种操作对应的关系试如下(注意字符串与字符的区别): (1)、如果把字符 word1[i] 替换成与 word2[j] 相等,则有 dp[i] [j] = dp[i-1] [j-1] + 1; (2)、如果在字符串 word1末尾插入一个与 word2[j] 相等的字符,则有 dp[i] [j] = dp[i] [j-1] + 1; (3)、如果把字符 word1[i] 删除,则有 dp[i] [j] = dp[i-1] [j] + 1; 那么我们应该选择一种操作,使得 dp[i] [j] 的值最小,显然有 dp[i] [j] = min(dp[i-1] [j-1],dp[i] [j-1],dp[[i-1] [j]]) + 1; 于是,我们的关系式就推出来了。我想问一下,问什么是这个关系式
09-09
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