115. Distinct Subsequences

本文介绍了一个经典的字符串匹配问题,即计算字符串S中有多少不同的子序列能够与目标字符串T相匹配。通过动态规划的方法解决了这个问题,并给出了详细的代码实现。

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题目:

Given a string S and a string T, count the number of distinct subsequences of T in S.

A subsequence of a string is a new string which is formed from the original string by deleting some (can be none) of the characters without disturbing the relative positions of the remaining characters. (ie, "ACE" is a subsequence of "ABCDE" while "AEC" is not).

Here is an example:
S = "rabbbit"T = "rabbit"

Return 3.

思路及代码:

int numDistinct(string s, string t) {
	int m = t.size(), n = s.size();
	if (m > n || m == n && s != t)return 0;
	vector<vector<int>> dp(m + 1, vector<int>(n + 1, 0));
	dp[0][0] = 1;
	for (int i = 1; i <= m; i++)dp[i][0] = 0;//这一行可以不写,因为初值就是0;
	for (int i = 1; i <= n; i++)dp[0][i] = 1;//t为空,不管s多长,匹配的子序列为1;
	for (int i = 1; i <= m; i++)
		for (int j = 1; j <= n; j++)
			//当s[j - 1] != t[i - 1]时:既是要求s中前j个与t中前i个匹配的个数。
			//当s[j - 1] == t[i - 1]时:如果匹配的子序列包含s中的第j个,也一定包含t中第i个,因为他俩都是最后一个。这时情况为dp[i - 1][j - 1]种。
			//                          如果不包含,那么就在s的钱j-1个字符中去匹配。这时情况为dp[i][j - 1]种。
			dp[i][j] = dp[i][j - 1] + (s[j - 1] == t[i - 1] ? dp[i - 1][j - 1] : 0);
	return dp[m][n];
}


### 关于回文子序列的算法及其示例 #### 定义与概念 回文是指正读和反读都相同的字符序列。对于给定字符串中的任意字符组合形成的子序列,如果该子序列满足上述条件,则称为回文子序列。 #### 动态规划求解最长回文子序列 为了找到一个字符串中最长的回文子序列,可以采用动态规划的方法来解决这个问题。设 `dp[i][j]` 表示从第 i 到 j 的子串内的最长回文子序列长度: - 当 s[i]==s[j] 时, dp[i][j]=dp[i+1][j−1]+2; - 否则, dp[i][j]=max(dp[i+1][j],dp[i][j−1]). 最终的结果保存在 `dp[0][len(s)-1]` 中[^3]. ```python def longest_palindromic_subseq(s: str) -> int: n = len(s) # 创建二维数组用于存储中间结果 dp = [[0]*n for _ in range(n)] # 初始化单个字符的情况 for i in range(n): dp[i][i] = 1 # 填充表格 for length in range(2, n + 1): for start in range(n - length + 1): end = start + length - 1 if s[start] == s[end]: dp[start][end] = dp[start+1][end-1] + 2 else: dp[start][end] = max(dp[start+1][end], dp[start][end-1]) return dp[0][-1] ``` 此方法的时间复杂度为 O(n²),空间复杂度同样为 O(n²). #### 枚举所有可能的回文子序列 除了寻找最长的回文子序列外,还可以通过枚举的方式找出所有的不同回文子序列。这种方法适用于较短的输入字符串,并且可以通过位掩码技术实现高效的遍历。 ```python from collections import defaultdict def count_distinct_palindrome_subsequences(text: str) -> list[str]: results = set() memo = {} def backtrack(start=0, path=""): nonlocal text, results, memo key = (start, path) if key not in memo: temp_set = {path} if path == path[::-1] else {} for index in range(start, len(text)): new_path = path + text[index] if new_path == new_path[::-1]: temp_set.add(new_path) temp_set |= backtrack(index + 1, new_path) memo[key] = temp_set results.update(memo[(start, path)]) return memo[(start, path)] backtrack() return sorted(list(results)) ``` 这段代码会返回按字典序排列的不同回文子序列列表.
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