备忘录矩阵连乘;最大公共子串算法JAVA程序
随机字符最长公共子序列递归算法java代码
《随机字符最长公共子序列递归算法Java代码》1. 引言在计算机科学中，最长公共子序列（Longest Common Subsequence，LCS）是一类常见的问题。
它通常涉及字符串处理，其中两个或多个字符串的子序列在不改变顺序的情况下出现在所有给定字符串中的最长序列。
本文将介绍随机字符最长公共子序列的递归算法以及相应的Java代码。
2. 随机字符最长公共子序列递归算法简介随机字符最长公共子序列问题是指对于两个随机字符串，找到它们之间最长的公共子序列。
递归算法是一种常见的解决方法，它通过不断将问题分解为更小的子问题，并对子问题进行求解，从而最终得到原问题的解。
3. 随机字符最长公共子序列递归算法Java代码下面是一个简单的随机字符最长公共子序列递归算法的Java实现：```javapublic class LCS {static int lcs(char[] X, char[] Y, int m, int n) {if (m == 0 || n == 0)return 0;if (X[m - 1] == Y[n - 1])return 1 + lcs(X, Y, m - 1, n - 1);elsereturn Math.max(lcs(X, Y, m, n - 1), lcs(X, Y, m - 1, n)); }public static void main(String[] args) {String s1 = "randomString1";String s2 = "randomString2";char[] X = s1.toCharArray();char[] Y = s2.toCharArray();int m = X.length;int n = Y.length;System.out.println("Length of LCS is " + lcs(X, Y, m, n)); }}```4. 深入理解递归算法递归算法虽然简洁，但有时候可能会导致性能问题，特别是在处理大规模数据时。
求最长公共子串的算法
求最长公共子串的算法最长公共子串（Longest Common Substring）问题是指找出两个或多个字符串中最长共同的部分。
它是字符串处理中的一个基本问题，被广泛地应用于生物信息学、网络搜索和智能推荐等领域。
求解最长公共子串问题有多种算法，本文将介绍其中比较基础的几种算法。
一、暴力枚举算法暴力枚举算法是最基础的算法，它通过枚举不同的子串来寻找最长公共子串。
对于两个字符串s1和s2，我们可以枚举s1的所有子串，然后在s2中找到是否有相同的子串，从而找到最长的共同子串。
算法时间复杂度为O(n^3)，其中n为两个字符串的长度之和。
二、动态规划算法动态规划算法通过预处理最长公共子串的长度来寻找最长公共子串。
对于两个字符串s1和s2，我们定义一个矩阵table，其中table[i][j]表示以s1[i]和s2[j]结尾的最长公共子串的长度。
如果s1[i]和s2[j]不相等，则table[i][j]为0；如果s1[i]和s2[j]相等，则table[i][j]的值等于table[i-1][j-1]+1。
最终，我们遍历整个table矩阵，找到其中最大的元素，即为最长公共子串的长度。
算法时间复杂度为O(n^2)，其中n为两个字符串的长度之和。
三、后缀数组算法后缀数组算法是一种高效的求解最长公共子串的算法，它基于字符串的后缀数组。
给定两个字符串s1和s2，我们先将它们连接起来，中间用一个特殊字符隔开，得到一个新字符串s=s1#s2。
然后，我们构建s的后缀数组a，将a数组中相邻的两个后缀进行比较，找到它们的最长公共前缀。
若它们的最长公共前缀长度大于之前任何一对后缀的共同前缀长度，则更新此时的最长公共子串。
如果两个后缀的最长公共前缀长度为k，则它们的后k个字符必定相同，因此可以缩小比较的范围。
最终，我们能找到s1和s2的最长公共子串。
算法时间复杂度为O(nlogn)，其中n 为两个字符串的长度之和，并由于需要构建后缀数组，空间复杂度为O(n)。
矩阵连乘问题-备忘录法求最优值
矩阵连乘问题-备忘录法求最优值矩阵连乘问题是一个很典型的动态规划问题。
在这个问题中，给定多个矩阵，我们需要将它们相乘得到一个最终的矩阵。
但是，矩阵相乘的顺序对于最终答案是有影响的，因此需要考虑如何寻找最优的矩阵相乘顺序。
备忘录法可以很好地解决这个问题，它是动态规划的一种优化方法，通过记忆已经计算过的结果来避免重复计算。
首先，我们需要定义一个状态表示，用来表示每一个子问题。
在矩阵连乘问题中，可以将子问题定义为：对于给定的一组矩阵，从第i 个矩阵到第j个矩阵进行连乘所需的最少乘法次数。
接下来，我们可以考虑如何递归地求解子问题。
具体来说，我们可以枚举每一个可能的括号位置，将原问题分解成两个子问题。
这个过程可以用递归实现。
但是，这个方法会涉及到很多重复计算，因为很多子问题会被重复使用。
为了避免这个问题，我们可以使用备忘录法对递归算法进行优化。
具体来说，在计算每一个子问题的最优值时，我们可以将结果存储在一个备忘录中，以便在之后重复使用。
备忘录法的实现过程比较简单。
我们可以定义一个二维数组memo，其中memo[i][j]表示对于给定的矩阵序列，在第i个矩阵到第j个矩阵之间进行连乘所需的最少乘法次数。
初始时，将memo中所有元素都设置为一个较大的数（比如1000000），表示这个子问题还没有被计算过。
接下来，我们可以实现一个递归函数helper(i,j)，用来计算memo[i][j]。
具体来说，函数的实现如下：```def helper(i,j):#如果已经计算过memo[i][j]，直接返回结果if memo[i][j] != 1000000:return memo[i][j]#如果只有一个矩阵，直接返回0if i == j:return 0#初始化memo[i][j]memo[i][j] = 1000000#枚举括号位置for k in range(i,j):memo[i][j] = min(memo[i][j], helper(i,k) + helper(k+1,j) + matrix[i][0] * matrix[k][1] * matrix[j][1])return memo[i][j]```在实现递归函数时，我们首先检查memo[i][j]是否已经计算过，如果是，直接返回结果。
java lcs最长公共子序列算法
随着信息技术的快速发展，算法设计和优化也成为了计算机科学中的重要研究领域。
在字符串处理和文本比对中，最长公共子序列算法(Longest Common Subsequence, LCS) 是一种常用的算法之一。
本文将重点介绍该算法在Java语言中的实现。
二、最长公共子序列算法原理最长公共子序列算法是用来比较两个字符串的相似度的算法。
在给定两个字符串S1和S2的情况下，LCS算法能够找出两者之间最长的公共子序列。
这里的子序列指的是不要求连续的子串。
比如字符串“ABCD”和“BD”之间的最长公共子序列为“BD”。
三、算法实现思路在Java语言中，我们可以通过动态规划的方式来实现最长公共子序列算法。
具体步骤如下：1. 创建一个二维数组dp，dp[i][j]表示字符串S1的前i个字符与字符串S2的前j个字符的最长公共子序列的长度。
2. 初始化dp数组，将dp[i][0]和dp[0][j]都设为0，表示当其中一个字符串为空时，它们之间的最长公共子序列长度为0。
3. 遍历字符串S1和S2，更新dp数组。
当S1[i-1]等于S2[j-1]时，dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1；否则，dp[i][j] = Max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])。
4. 最终dp[S1.length][S2.length]即为两个字符串的最长公共子序四、Java代码实现下面我们给出最长公共子序列算法的Java语言实现示例：```javapublic class LCS {public int lcs(String S1, String S2) {int m = S1.length();int n = S2.length();int[][] dp = new int[m + 1][n + 1];for (int i = 0; i <= m; i++) {dp[i][0] = 0;}for (int j = 0; j <= n; j++) {dp[0][j] = 0;}for (int i = 1; i <= m; i++) {for (int j = 1; j <= n; j++) {if (S1.charAt(i-1) == S2.charAt(j-1)) {dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1;} else {dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]);}}}return dp[m][n];}public static void m本人n(String[] args) {LCS lcs = new LCS();String S1 = "ABCD";String S2 = "BD";int result = lcs.lcs(S1, S2);System.out.println("最长公共子序列长度为：" + result);}}```五、算法分析最长公共子序列算法在实际应用中有着广泛的用途，比如在字符串比对、版本控制、生物信息学等领域。
最长公共子串算法
最长公共子串算法最长公共子串算法是一种用于寻找两个字符串中最长公共子串的算法。
在计算机科学中，字符串是一种非常常见的数据类型，因此寻找最长公共子串的算法也是非常重要的。
最长公共子串算法的基本思想是，将两个字符串分别以行和列的形式表示出来，然后通过比较每个单元格中的字符来确定它们是否匹配。
如果匹配，则将该单元格的值设置为前一个单元格的值加1，否则将其设置为0。
最后，找到值最大的单元格，并从该单元格开始向左和向上遍历，直到找到最长公共子串。
例如，对于字符串“ABCD”和“ABCE”，最长公共子串是“ABC”。
下面是一个简单的实现：```def longest_common_substring(s1, s2):m = [[0] * (1 + len(s2)) for i in range(1 + len(s1))]longest, x_longest = 0, 0for x in range(1, 1 + len(s1)):for y in range(1, 1 + len(s2)):if s1[x - 1] == s2[y - 1]:m[x][y] = m[x - 1][y - 1] + 1if m[x][y] > longest:longest = m[x][y]x_longest = xelse:m[x][y] = 0return s1[x_longest - longest: x_longest]```在这个实现中，我们使用了一个二维数组来存储每个单元格的值。
我们还使用了两个变量来跟踪最长公共子串的长度和起始位置。
最后，我们返回从起始位置开始的最长公共子串。
最长公共子串算法的时间复杂度为O(mn)，其中m和n分别是两个字符串的长度。
这是因为我们需要比较每个单元格中的字符，并在每个单元格中存储一个值。
因此，对于非常长的字符串，最长公共子串算法可能会变得非常慢。
最长公共子串算法是一种非常有用的算法，可以帮助我们寻找两个字符串中的最长公共子串。
最大公共子序列的算法
最大公共子序列的算法
最大公共子序列（LCS）问题是一个经典的计算机科学问题，它涉及到两个序列的匹配问题。
给定两个序列，找出最长的公共子序列，使得这个子序列在两个输入序列中都出现。
下面是一种常用的动态规划算法来解决这个问题：
1.初始化两个矩阵，分别表示两个输入序列的长度。
假设输入序列A的长度为m，输入序列B的长度为n，那么这两个矩阵的大小都为m x n。
2.填充矩阵的第一行和第一列。
对于矩阵的第一行，所有的元素都设置为0，因为子序列不能在原序列之前开始；对于矩阵的第一列，所有的元素都设置为1，因为第一个字符总是匹配的。
3.从矩阵的第二行和第二列开始，遍历矩阵的每一个元素。
如果当前元素对应的两个字符相同，那么该元素的值就等于左上角元素的值加1；否则，该元素的值就等于左上角元素的值。
4.填充完矩阵之后，最大公共子序列的长度就等于矩阵右下角的元素的值。
5.回溯矩阵，从右下角开始，找到最长公共子序列。
如果当前元素的值等于左上角元素的值加1，那么将当前字符添加到最长公共子序列中，然后继续向左上方移动；如果当前元素的值等于左上角元素的值，那么不将当前字符添加到最长公共子序列中，继续向左上方移动。
6.当回溯到左上角时，最长公共子序列的长度就等于左上方元素的值。
这个算法的时间复杂度是O(mn)，其中m和n分别是两个输入序列的长度。
在实际应用中，如果输入序列的长度很大，可以考虑使用其他优化算法来提高效率。
矩阵连乘java实验报告
矩阵连乘java实验报告1. 实验目的本实验通过使用Java编程实现矩阵的连乘运算，旨在让学生理解矩阵的乘法规则以及动态规划的思想，并掌握使用动态规划算法解决问题的方法。
2. 实验原理2.1 矩阵乘法规则两个矩阵相乘的规则如下：设A为m行n列的矩阵，B为n行p列的矩阵，其乘积C为m行p列的矩阵。
C的第i行第j列元素可以通过以下公式计算得到：C\[i][j] = A\[i]\[1] \* B\[1]\[j] + A\[i]\[2] \* B\[2]\[j] + ... + A\[i]\[n] \*B\[n]\[j]2.2 动态规划算法对于矩阵乘法问题，使用动态规划算法可以有效地解决。
动态规划算法的基本思想是将一个大问题划分为多个子问题，并记忆子问题的解，以避免重复计算。
在矩阵连乘问题中，我们可以定义一个二维数组dp，其中dp\[i]\[j]表示从第i 个矩阵乘到第j个矩阵的最小乘法次数。
通过不断更新dp数组的值，最终可以得到整个矩阵连乘的最小乘法次数。
3. 实验步骤3.1 构建矩阵类首先，我们需要构建一个矩阵类Matrix，用于表示和操作矩阵。
Matrix类应包含以下成员变量和方法：- 成员变量：- int rows：矩阵的行数- int cols：矩阵的列数- int[][] data：矩阵的数据存储- 方法：- Matrix(int rows, int cols)：构造函数，创建一个指定行数和列数的空矩阵- void setValue(int row, int col, int value)：设置矩阵指定位置的值- int getValue(int row, int col)：获取矩阵指定位置的值- int getRows()：获取矩阵的行数- int getCols()：获取矩阵的列数- static Matrix multiply(Matrix a, Matrix b)：静态方法，用于计算两个矩阵的乘积3.2 实现矩阵连乘算法在主程序中，我们先创建一个Matrix类型的数组来保存需要连乘的矩阵。
java实现字符串匹配问题之求两个字符串的最大公共子串
java实现字符串匹配问题之求两个字符串的最⼤公共⼦串近期在项⽬⼯作中有⼀个关于⽂本对照的需求，经过这段时间的学习，总结了这篇博客内容：求两个字符串的最⼤公共⼦串。
算法思想：基于图计算两字符串的公共⼦串。
详细算法思想參照下图：输⼊字符串S1：achmacmh 输⼊字符串S2：macham1）第a步，是将字符串s1,s2分别按字节拆分，构成⼀个⼆维数组；2）⼆维数组中的值如b所看到的，⽐⽅第⼀⾏第⼀列的值表⽰字符串s2和s1的第⼀个字节是否相等，若相等就是1，否则就是0，终于产⽣b 所看到的的⼆维数组；3）分别求⼆维数组中斜线上的公共因⼦（斜线为元素a右下⾓值，即a[i][j]的下⼀个元素是a[i+1][j+1]；公共因⼦为1所在的位置构成的字符串）；4）对全部公共因⼦排序，返回最⼤的公共因⼦的值。
详细的实现代码例如以下所看到的：package pare;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import parator;import java.util.List;public class StringCompare {private int a;private int b;public String getMaxLengthCommonString(String s1, String s2) {if (s1 == null || s2 == null) {return null;}a = s1.length();//s1长度做⾏b = s2.length();//s2长度做列if(a== 0 || b == 0) {return "";}//设置匹配矩阵boolean [][] array = new boolean[a][b];for (int i = 0; i < a; i++) {char c1 = s1.charAt(i);for (int j = 0; j < b; j++) {char c2 = s2.charAt(j);if (c1 == c2) {array[i][j] = true;} else {array[i][j] = false;}}}//求全部公因⼦字符串，保存信息为相对第⼆个字符串的起始位置和长度List<ChildString> childStrings = new ArrayList<ChildString>();for (int i = 0; i < a; i++) {getMaxSort(i, 0, array, childStrings);}for (int i = 1; i < b; i++) {getMaxSort(0, i, array, childStrings);}//排序sort(childStrings);if (childStrings.size() < 1) {return "";}//返回最⼤公因⼦字符串int max = childStrings.get(0).maxLength;StringBuffer sb = new StringBuffer();for (ChildString s: childStrings) {if (max != s.maxLength) {break;}sb.append(s2.substring(s.maxStart, s.maxStart + s.maxLength));sb.append("\n");}return sb.toString();}//排序，倒叙private void sort(List<ChildString> list) {Collections.sort(list, new Comparator<ChildString>(){public int compare(ChildString o1, ChildString o2) {return o2.maxLength - o1.maxLength;}});}//求⼀条斜线上的公因⼦字符串private void getMaxSort(int i, int j, boolean [][] array, List<ChildString> sortBean) {int length = 0;int start = j;for (; i < a && j < b; i++,j++) {if (array[i][j]) {length++;} else {sortBean.add(new ChildString(length, start));length = 0;start = j + 1;}if (i == a-1 || j == b-1) {sortBean.add(new ChildString(length, start));}}}//公因⼦类class ChildString {int maxLength;int maxStart;ChildString(int maxLength, int maxStart){this.maxLength = maxLength;this.maxStart = maxStart;}}/*** @param args*/public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(new StringCompare().getMaxLengthCommonString("achmacmh", "macham"));}}程序终于运⾏结果是：对于两个⽂件的⽐对个⼈觉得能够參照这样的算法思想（⾃⼰如今并为实现），在⽇后的博客中将会写到。
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coutlcs(x,i-1,j-1,b); System.out.print(b[i-1]); } else if(x[i-1][j]>x[i][j-1]) coutlcs(x,i-1,j,b); else coutlcs(x,i,j-1,b); }
private static void lcslength(char[] a, char[] b, int[][] x) { // TODO Auto-generated method stub for(int i=1;i<=b.length;i++) for(int j=1;j<=a.length;j++) { if(b[i-1]==a[j-1]) x[i][j]=x[i-1][j-1]+1; else if(x[i][j-1]>x[i-1][j]) x[i][j]=x[i][j-1]; else x[i][j]=x[i-1][j]; }
else {
System.out.print("("); coutlc(i,s[i][j],s); coutlc(s[i][j]+1,j,s); System.out.print(")"); } }
private static int lookupChain(int[][] b, int[] p, int[][] s,int i,int j) {
}
private static void coutlc(int i,int j,int s[][]) { // TODO Auto-generated method stub
if(i==j) System.out.print("A"+i);
else if(i+1==j) {System.out.print("(A"+i+"*"+"A"+j+")");}
// TODO Auto-generated method stub if(b[i][j]>0)
return b[i][j]; if(i==j)
return 0;
int u=lookupChain(b,p,s,i+1,j)+p[i-1]*p[i]*p[j]; s[i][j]=i; for(int k=i+1;k<j;k++){
}
}
五、实验总结
(本次实验完成的情况，心得体会)
int t=lookupChain(b,p,s,i,k)+lookupChain(b,p,s,k+1,j)+p[i-1]*p[k]*p[j];
if(u>t) {
u=t; b[i][j]=u; s[i][j]=k; } } return u; } }
2.最长公共自序列
public class Lcslength {
实验报告 5
课程 数据结构与算法 实验名称
动态规划
第
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班级 11 计本 学号 105032011130
姓名 风律澈
实验日期：2013 年 4 月 1 日
报告退发 (订正 、 重做)
一、实验目的
掌握动态规划策略的原理和应用。
二、实验环境
1、微型计算机一台 2、WINDOWS 操作系统，Java SDK，Eclipse 开发环境
三、实验内容
必做题： 1. 要求采用备忘录方法编写程序求解矩阵连乘问题，要求输出问题最优值及
最优解。 要求：输出矩阵连乘最少需要的数乘次数，同时输出最优运算顺序，以A、 B、C、D四个矩阵连乘为例，输出最优解格式为：(A(B*C)*D) 2. 编写程序求解最长公共子序列问题，要求输出问题最优值及最优解。 要求：输出最长公共子序列长度，同时，依次输出该序列的每个元素。
/** * @param args */
public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub char a[]={'A','B','C','B','D','A','B'}; char b[]={'B','D','C','A','B','A'}; int x[][]=new int[b.length+1][a.length+1]; //inite for(int i=0;i<a.length+1;i++) x[0][i]=0; for(int i=0;i<b.length+1;i++) x[i][0]=0; //lcs lcslength(a,b,x); //print System.out.println(x[b.length][a.length]); coutlcs(x,b.length,a.length,b);
}
private static void coutlcs(int[][] x, int i, int j,char []b) { // TODO Auto-generated method stub if(i==0||j==0) return; if(x[i-1][j-1]==x[i-1][j]&&x[i-1][j-1]==x[i][j-1]) {
四、实验步骤和结果
(附上代码和程序运行结果截图) 1，备忘录版本的矩阵连乘
public class LookupChain {
/** * @param args */
public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub int p[]={30,35,15,5,10,20,25};//记录数组行列数量 int b[][]=new int[p.length][p.length];//记录连乘次数 int s[][]=new int[p.length][p.length];//记录最佳分割位置 for(int i=1;i<p.length;i++)//初始化数组 b b[i][i]=0; System.out.println(lookupChain(b,p,s,1,p.length-1)); coutlc(1,p.length-1,s);