JavaScript 最长公共子序列 (LCS)

引入最长公共子序列问题

最长公共子序列(Longest Common Subsequence, LCS)问题是一个经典的计算机科学问题。给定两个序列,求出这两个序列的最长公共子序列。子序列指的是从原序列中删除若干个元素后,剩下的元素按照原来的顺序组成的序列。

动态规划解决 LCS

动态规划是解决这类问题的有效方法。首先我们需要定义一个二维数组 dp 来存储子问题的解。假设我们有两个序列 X[0...m-1]Y[0...n-1]dp[i][j] 表示 X[0...i-1]Y[0...j-1] 的最长公共子序列的长度。

初始化

在初始化时,dp 数组的第一行和第一列都应被设置为0,因为当其中一个序列为空时,它们之间的最长公共子序列长度必然是0。

状态转移方程

接下来需要根据状态转移方程来填充 dp 数组:

  • 如果 X[i-1] == Y[j-1],则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
  • 否则,dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])
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输出最长公共子序列

得到 dp 数组后,可以通过回溯的方式找到最长公共子序列。从 dp[m][n] 开始,如果 X[i-1] == Y[j-1],则将该字符加入到结果中,并向左上角移动;否则,向具有较大值的方向移动。

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性能优化

对于大型数据集,可以考虑使用更高效的算法或数据结构,如二分查找等,以减少时间复杂度。此外,也可以通过空间优化,例如只使用一维数组来保存状态,从而降低空间复杂度。

以上就是使用 JavaScript 实现最长公共子序列的方法,希望对你有所帮助。

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