题目的主要信息:

  • 查找两个字符串a,b中的最长公共子串的长度
  • 字符串只包含小写字母
  • 进阶要求:时间复杂度:O(n3)O(n^3),空间复杂度:O(n)O(n)

方法一:暴力枚举

具体做法:

遍历s1每个字符作为起点,然后遍历以其为起点的每个长度的长度,即暴力枚举字符串s1的所有子串,用find函数查看每个子串是否在字符串s2中出现,如果出现比较长更新为较长的子串长度。

#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
using namespace std;

int main(){
    string s1, s2;
    while(cin >> s1 >> s2){
        string output = "";
        for(int i = 0; i < s1.length(); i++){ //遍历s1每个起始点的每个长度
            for(int j = i; j < s1.length(); j++){
                if(int(s2.find(s1.substr(i, j - i + 1))) < 0) //截取子串能够在s2中被找到
                    break;
                else if(output.length() < j - i + 1) //更新较长的子串
                    output = s1.substr(i, j - i + 1);
            }
        }
        cout << output.length() << endl;
    }
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(m3n)O(m^3n),其中mm是s1的长度,nn是s2的长度,枚举s1所有的子串需要O(m2)O(m^2),find函数查找s2中是否含有子串需要O(mn)O(mn)
  • 空间复杂度:O(1)O(1),无额外空间

方法二:枚举改进

具体做法:

其实找子串不用像方法一一样完全枚举,我们完全可以遍历两个字符串的所有字符串作为起始,然后同时开始检查字符是否相等,相等则不断后移,增加子串长度,如果不等说明以这两个为起点的子串截止了,不会再有了,后续比较长度维护最大值即可。

alt

#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
using namespace std;

int main(){
    string s1, s2;
    while(cin >> s1 >> s2){
        int length = 0;
        for(int i = 0; i < s1.length(); i++){ //遍历s1每个起始点
            for(int j = 0; j < s2.length(); j++){ //遍历s2每个起点
                int temp = 0;
                int x = i, y = j;
                while(x < s1.length() && y < s2.length() && s1[x] == s2[y]){ //比较每个起点为始的子串
                    x++;
                    y++;
                    temp++;
                }
                if(length < temp) //更新更大的长度子串
                    length = temp;
            }
        }
        cout << length << endl;
    }
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(m2n)O(m^2n),其中mm是s1的长度,nn是s2的长度,分别枚举两个字符串每个字符作为起点,后续检查子串长度最坏需要花费O(m)O(m)
  • 空间复杂度:O(1)O(1),无额外空间

方法三:动态规划

具体做法:

动态规划继承自方法二,我们可以用dp[i][j]dp[i][j]表示在s1中以第ii个字符结尾在s2中以第jj个字符结尾时的公共子串长度,遍历两个字符串填充dp数组,在这个过程中比较维护最大值即可。

转移方程为:如果遍历到的该位两个字符相等,则此时长度等于两个前一位长度+1,dp[i][j]=dp[i1][j1]+1dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1,如果遍历到该位时两个字符不相等,则置为0,因为这是子串,必须连续相等,断开要重新开始。

每次更新dp[i][j]dp[i][j]后,我们维护最大值即可找到最长子串。

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std;

int main(){
    string s1, s2;
    while(cin >> s1 >> s2){
        vector<vector<int> > dp(s1.length() + 1, vector<int>(s2.length() + 1, 0)); //dp[i][j]表示到s1第i个个到s2第j个为止的公共子串长度
        int max = 0;
        for(int i = 1; i <= s1.length(); i++){
            for(int j = 1; j <= s2.length(); j++){
                if(s1[i - 1] == s2[j - 1]) //如果该两位相同
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1; //则增加长度
                else //否则
                    dp[i][j] = 0; //该位置为0
                if(dp[i][j] > max){ //更新最大长度
                    max = dp[i][j];
                }
            }
        }
        cout << max << endl; //输出最长子串
    }
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(mn)O(mn),其中mm是s1的长度,nn是s2的长度,遍历两个字符串所有字符
  • 空间复杂度:O(mn)O(mn),dp数组大小为mnm*n