python3 lcs 最大公共子序列

Posted 2020-11-14 7749ha

抛出问题：

　　假定字符串 s1 = \'BDCABA\', s2 = \'ABCBDAB\',求s1和s2的最大公共子序列。

问题分析：

　　我们想要求出s1和s2的最大公共子序列，我们可以用c(i,j)表示s1（i）和s2（j）最大公共子序列的长度，

　  假定c(i,j) = m,

     如果：s1[ i ]和s2[ j ]相等，那么推出c(i,j) = c(i-1,j-1)  + 1，

　 如果：s1[ i ] 和 s2[ j ]不相等,那么得到c(i,j) = max(c(i,j-1),c(i-1,j))

　 总结为公式就是：

画成表格更清楚，也就是如下图，表格的数即为当前的最大公共子序列的值，箭头即为该结果是怎么得来的

例如第5行，第5列，因为第5列的c和第5行c相等，所以就等于，第4行，第4列的值+1等到2

　　得到了这个值列表，就可以通过回溯的方法，从最后一个值，倒着按照箭头的方向，依次记录每个相等的值（也就是方向是左上的值），得到的结果就是我们要求的最终结果

代码实现：

# -*- coding:utf-8  -*-
# 日期：2018/6/9 15:44
# Author:小鼠标
# 求最长公共子序列
from numpy import *
s1 = \'BDCABA\'
s2 = \'ABCBDAB\'

def val_list(s1,s2):
    # 两个字符串的长度
    len_s1 = len(s1) + 1
    len_s2 = len(s2) + 1
    # 方向列表
    direction_list = []
    # 生成len_s2+1行len_s1+1列的全0列表
    res = zeros((len_s2,len_s1))
    direction = zeros((len_s2,len_s1))
    # print(res_list)
    for i in range(0, len_s2-1):
        for j in range(0, len_s1-1):
            #判断是否相等
            if s1[j] == s2[i]:
                res[i + 1, j + 1] = res[i, j] + 1
                # 1左上 2 上 3左
                direction[i + 1, j + 1] = 1
            else:
                if res[i + 1, j] > res[i, j + 1]:
                    res[i + 1, j + 1] = res[i + 1, j]
                    direction[i + 1, j + 1] = 3
                else:
                    res[i + 1, j + 1] = res[i, j + 1]
                    direction[i + 1, j + 1] = 2
    return res,direction
res ,direction= val_list(s1,s2)
#方向列表 1左上 2 上 3左
# [[0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
#  [0. 2. 2. 2. 1. 3. 1.]
#  [0. 1. 3. 3. 2. 1. 3.]
#  [0. 2. 2. 1. 3. 2. 2.]
#  [0. 1. 2. 2. 2. 1. 3.]
#  [0. 2. 1. 2. 2. 2. 2.]
#  [0. 2. 2. 2. 1. 2. 1.]
#  [0. 1. 2. 2. 2. 1. 2.]]



#最大子序列的值列表
# [[0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.]
# [0. 0. 0. 0. 1. 1. 1.]
# [0. 1. 1. 1. 1. 2. 2.]
# [0. 1. 1. 2. 2. 2. 2.]
# [0. 1. 1. 2. 2. 3. 3.]
# [0. 1. 2. 2. 2. 3. 3.]
# [0. 1. 2. 2. 3. 3. 4.]
# [0. 1. 2. 2. 3. 4. 4.]]

#回溯 递归求出结果
global s_res
s_res = \'\'
def Lcs_fun(s,res_list,i,j):
    if res_list[i,j] == 3:
        Lcs_fun(s,res_list,i,j-1)

    elif res_list[i,j] == 2:
        Lcs_fun(s,res_list,i-1,j)

    elif res_list[i,j] == 1:
        Lcs_fun(s,res_list,i-1,j-1)
        global s_res
        s_res += s[i-1]
    else:
        return
Lcs_fun(s2,direction,len(s2),len(s1))
print(s_res)

这块很容易就看晕了，仔细看，应该能看懂