Python使用回溯法子集樹模板獲取最長公共子序列(LCS)的方法
本文實例講述了Python使用回溯法子集樹模板獲取最長公共子序列(LCS)的方法。分享給大家供大家參考,具體如下:
問題
輸入
第1行:字符串A
第2行:字符串B
(A,B的長度 <= 1000)
輸出
輸出最長的子序列,如果有多個,隨意輸出1個。
輸入示例
belong
cnblogs
輸出示例
blog
分析
既然打算套用回溯法子集樹模板,那就要祭出元素-狀態(tài)空間分析大法。
以長度較小的字符串中的字符作為元素,以長度較大的字符串中的字符作為狀態(tài)空間,對每一個元素,遍歷它的狀態(tài)空間,其它的事情交給剪枝函數?。。?/p>
解x的長度不固定,xi表示字符串b中的序號。
在處理每一個元素時,如果沒有一個狀態(tài)被選擇(cnblogs中沒一個字符被選?。?,那么程序無法去往下一個元素。
這確實是個不小的麻煩?。?!思考了一天,終于想出辦法了:擴充狀態(tài)空間,增加一個狀態(tài)q!如果元素選取了狀態(tài)q,它是合法的。但是,狀態(tài)q不加入解x內?。?!
看一個直觀的圖:

至此,enjoy it!
代碼
'''最長公共子序列'''
# 作者:hhh5460
# 時間:2017年6月3日
a = 'belong'
b = 'cnblogs'
x = [] # 一個解(長度不固定)xi是b中字符的序號
X = [] # 一組解
best_x = [] # 最佳解
best_len = 0 # 最大子序列長度
# 沖突檢測
def conflict(k):
global n, x, X, a,b,best_len
# 如果兩個字符不相等
if x[-1] < len(b) and a[k] != b[x[-1]]:
return True
# 如果兩個字符相等,但是相對于前一個在b中的位置靠前
if a[k] == b[x[-1]] and (len(x) >= 2 and x[-1] <= x[-2]):
return True
# 如果部分解的長度加上后面a剩下的長度,小于等于best_len
if len(x) + (len(a)-k) < best_len:
return True
return False # 無沖突
# 回溯法(遞歸版本)
def LCS(k): # 到達a中的第k個元素
global x, X,a,b,best_len,best_x
#print(k, x)
if k == len(a): # 超出最尾的元素
if len(x) > best_len:
best_len = len(x)
best_x = x[:]
else:
for i in range(len(b)+1): # 遍歷 狀態(tài)空間:0~len(b)-1,技巧:人為增加一種狀態(tài)len(b),表示改行沒有元素選取
if i==len(b): # 此狀態(tài)不放入解x內
LCS(k+1)
else:
x.append(i)
if not conflict(k): # 剪枝
LCS(k+1)
x.pop() # 回溯
# 根據一個解x,構造最長子序列l(wèi)cs
def get_lcs(x):
global b
return ''.join([b[i] for i in x])
# 測試
LCS(0)
print(b)
print(best_x)
print(get_lcs(best_x))
效果圖

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希望本文所述對大家Python程序設計有所幫助。
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