探索Python求解Longest Common Subsequence(LCS)
---介紹LCS的定義及應(yīng)用最長(zhǎng)公共子序列是指一個(gè)數(shù)列,如果它分別是兩個(gè)或多個(gè)已知數(shù)列的子序列,并且在所有符合此條件的序列中屬于最長(zhǎng)的,那么就被稱為已知序列的最長(zhǎng)公共子序列。除了描述兩個(gè)序列之間的相似
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介紹LCS的定義及應(yīng)用
最長(zhǎng)公共子序列是指一個(gè)數(shù)列,如果它分別是兩個(gè)或多個(gè)已知數(shù)列的子序列,并且在所有符合此條件的序列中屬于最長(zhǎng)的,那么就被稱為已知序列的最長(zhǎng)公共子序列。除了描述兩個(gè)序列之間的相似性,LCS還可用于衡量?jī)纱涡薷那昂蟮淖兓?,具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
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獲取打分矩陣的過(guò)程
首先需要獲得一個(gè)打分矩陣,通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的編程思想,比較兩序列的字符,確定打分矩陣中每個(gè)元素的數(shù)值。初始化矩陣c[i,0]0和c[0,j]0,計(jì)算當(dāng)兩字符相同時(shí)c[i,j]c[i-1,j-1] 1,否則為c[i-1,j]和c[i,j-1]的最大值。
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生成方向矩陣與算法實(shí)現(xiàn)
在計(jì)算打分矩陣的同時(shí),需要生成方向矩陣用于回溯。以下是Python代碼示例:
```python
def LCS(x, y):
import numpy as np
c ((len(x) 1, len(y) 1))
b ((len(x) 1, len(y) 1))
for i in range(1, len(x) 1):
for j in range(1, len(y) 1):
if x[i-1] y[j-1]:
c[i,j] c[i-1,j-1] 1
b[i,j] 2
else:
if c[i-1,j] > c[i,j-1]:
c[i,j] c[i-1,j]
b[i,j] 1
else:
c[i,j] c[i,j-1]
b[i,j] 3
return c, b
```
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構(gòu)建回溯方法與輸出結(jié)果
接下來(lái)需要構(gòu)建回溯方法,根據(jù)方向矩陣的數(shù)值進(jìn)行回溯,直至結(jié)束并輸出結(jié)果。以下是實(shí)現(xiàn)回溯的Python代碼:
```python
def getLCS(x, y):
c, b LCS(x, y)
i len(x)
j len(y)
lcs ''
while i > 0 and j > 0:
if b[i,j] 2:
lcs x[i-1] lcs
i - 1
j - 1
if b[i,j] 1:
i - 1
if b[i,j] 3:
j - 1
if b[i,j] 0:
break
return lcs
```
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算法實(shí)現(xiàn)的偽代碼
以上是Python實(shí)現(xiàn)LCS算法的具體步驟和代碼示例,其中包括獲取打分矩陣、生成方向矩陣、構(gòu)建回溯方法以及最終輸出結(jié)果的過(guò)程。通過(guò)這些步驟,可以高效地求解最長(zhǎng)公共子序列問(wèn)題,為實(shí)際應(yīng)用提供了有效的解決方案。