C++ / ACM 自学笔记 · v5.0

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原题入口

对应章节:五、数据结构与算法 → (十三) 动态规划(DP)基础。

(一) 任务与输出目标

把字符串 A 变成 B,插入、删除、替换各算一次,求最少次数。

(二) 建模与推导

定义 f(i,j) 为 A 的前 i 个字符变成 B 的前 j 个字符的最少代价。观察最终的对齐结果最后一列:A 的末字符对着空位,删除它,前驱是 f(i-1,j),代价加 1;空位对着 B 的末字符,插入它,前驱 f(i,j-1),加 1;两个末字符对齐,前驱 f(i-1,j-1),相同加 0、不同替换加 1。每种对齐列删去后都留下一个更短前缀问题,接回能恢复方案,因此覆盖全部候选。最优前缀替换较差前缀不会改变最后一列,故取三项最小值。

初始 f(0,j)=j、f(i,0)=i,分别连续插入与删除。按 i、j 递增,上一行、当前行左格、上一行左上格都已计算。只保存两行时,插入读取当前行,另外两项读取上一行。答案为 f(n,m)。

(三) 手算与过程

ab→ac:末尾 b 与 c 对齐需要一次替换,前缀 a→a 为 0,所以候选为 1;删 b 再插 c 要 2 次。

按具体数据展开的处理与返回过程

(四) 带注释实现

完整源文件

#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define endl '\n'
using namespace std;

void solve() {
    string a, b;
    cin >> a >> b;
    int n = a.size(), m = b.size();
    vector<int> previous(m + 1), current(m + 1);
    iota(previous.begin(), previous.end(), 0);
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        current[0] = i; // 把前 i 个字符全删掉。
        for (int j = 1; j <= m; ++j)
            current[j] = min({previous[j] + 1, current[j - 1] + 1,
                              previous[j - 1] + (a[i - 1] != b[j - 1])}); // 删除、插入、末尾对齐。
        swap(previous, current); // 已完成的一行成为下一轮的前驱。
    }
    cout << previous[m] << '\n';
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(false); // 关闭同步,使用 cin 与 cout 完成输入输出。
    cin.tie(0), cout.tie(0);

    int T = 1; // 本题读入一组数据。
    // cin >> T; // 题目给出测试组数时开启,并在 solve 中处理一组。
    while (T--)
        solve();
}

(五) 复杂度

时间 \(O(nm)\),两行空间 \(O(m)\)。

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