python实现Levenshtein Distance计算

本文介绍了Levenshtein Distance的概念及其在DNA序列分析等领域的应用,并详细讲解了使用动态规划的Python实现。通过示例展示了如何计算两个序列的编辑距离,最后讨论了算法的空间复杂度为O(len(A)*len(B))。

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python实现Levenshtein Distance计算

Levenshtein Distance,是编辑距离的一种。指两个字符串之间,由一个转成另一个所需的最少编辑次数。允许的编辑操作包括替换、插入和删除。

例如将单词kitten转成sitting:

  • sitten(k→s)
  • sittin(e→i)
  • sitting(none→g)

在DNA序列分析、拼写检查、语音辨识、抄袭侦测等方面都有应用。

LD算法的基本数学思想

动态规划是实现LD算法的主要思想。它的大致原理是对于一个给定问题,我们需要解其不同部分(即子问题),再根据子问题的解以得出原问题的解。

举一个具体例子:

序列A:GGATCGA

序列B:GAATTCAGTTA

求这两个序列的编辑距离。

Len(A)=7

Len(B)=11

对于 1<=i<=7,1<=j<=11 有:

若 Ai = Bj,LD(i,j) = LD(i-1,j-1)

若 Ai ≠ Bj,LD(i,j) = Min(LD(i-1,j-1),(LD(i,j-1),(LD(i-1,j)) + 1

如果两个序列最后一个位点相同,这两个序列的编辑距离和分别去掉最后一个位点的编辑距离相等;

如果两个序列最后一个位点不同,这两个序列的编辑距离是三种可能性最小值加一个编辑距离。

LD(A,B)要求的即下图中最右下角的值

在这里插入图片描述

从第一行开始求值:

∵A1=B1=G ∴LD(A1,B1)=LD(0,0)=0

∵A1≠B2 ∴LD(A1,B2)=Min+1=1

∵A1≠B3 ∴LD(A1,B3)=Min+1=2

……

∵A1=B8 ∴LD(A1,B8)=LD(A0,B7)=7

……

求得

在这里插入图片描述

LD(A,B)=5

python实现
def ld(str1,str2):
    m,n = 
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