剑指 Offer II 097. 子序列的数目(中等 动态规划 字符串)

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剑指 Offer II 097. 子序列的数目

给定一个字符串 s 和一个字符串 t ,计算在 s 的子序列中 t 出现的个数。

字符串的一个 子序列 是指,通过删除一些(也可以不删除)字符且不干扰剩余字符相对位置所组成的新字符串。(例如,“ACE” 是 “ABCDE” 的一个子序列,而 “AEC” 不是)

题目数据保证答案符合 32 位带符号整数范围。

示例 1:

输入:s = “rabbbit”, t = “rabbit”

输出:3

解释:

如下图所示, 有 3 种可以从 s 中得到 “rabbit” 的方案。

rabbbit

rabbbit

rabbbit

示例 2:

输入:s = “babgbag”, t = “bag”

输出:5

解释:

如下图所示, 有 5 种可以从 s 中得到 “bag” 的方案。

babgbag

babgbag

babgbag

babgbag

babgbag

提示:

0 <= s.length, t.length <= 1000

s 和 t 由英文字母组成

来源:力扣(LeetCode)

链接:https://leetcode-cn.com/problems/21dk04

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分析


方法一:空间复杂度O(mn)


1、找状态转移方程。设f(i, j)表示字符串s的索引0到 i 的子字符串中出现字符串t的索引0到 j 的子字符串的个数,对于f(i, j),对s(i)与t(j)进行比较,有两种情况:s(i)和t(j)匹配,或者不匹配;

如果匹配,f(i, j) = f(i – 1, j – 1) + f(i – 1, j),意为:f(i, j)是下面两者的和:① s 的索引0到 i – 1 的子字符串中出现t的索引0到 j – 1 的子字符串的个数,可理解为:s(i)和t(j)匹配的时候,f(i – 1, j – 1)匹配的字符串后面连接字符t(j)形成新的字符串,子序列发数量还是f(i – 1, j – 1) ② s 的索引0到 i – 1 的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的个数,可理解为:先不考虑s(i)和t(j)的匹配,s 的索引0到 i – 1 的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的个数也应该算入f(i, j)的总数。这两者之和组成f(i, j)的充要条件的原因是:

s 的索引0到 i 的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的个数 =


只考虑以s(i)与t(j)匹配的字符s(i)为结尾子序列个数,即s 的索引0到 i – 1 的子字符串中出现t的索引0到 j – 1 的子字符串的个数



除了以s(i)为结尾的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的子序列个数即 s 的索引0到 i – 1 的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的个数


这个充要条件需要多加理解。s(i)和t(j)不匹配的时候就比较容易理解了,f(i, j) = f(i – 1, j), s 的索引0到 i 的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的个数跟 s 的索引0到 i – 1 的子字符串中出现t的索引0到 j 的子字符串的个数。

另外考虑 i 和 j 等于0的情况,i 如果是0表示s用来匹配的是个空字符串,所以f(0, j) = 0 (j != 0),如果 i j 同时为0,那么表示以空串匹配 f(0, 0) = 1,如果 j = 0,f(i, 0) = 1,表示只有空串进行匹配且一定可以匹配空串。

2、根据状态转移方程写dp数组。状态转移方程比较简单,先把第一行第一列填好,按照以上分析对dp数组其他部分进行补充即可。


方法二:空间复杂度O(n)


按照之前做的题的规律,二维的dp数组一般都可以进行优化,根据方法一中的分析,f(i, j)只用到了f(i – 1, j – 1)和f(i – 1, j),我们可以降维成1维,因为每次计算只用到(或者改变)了两层的值,对第一层的值进行保存再对下一层进行操作即可,下面的题解中没有用到变量保存改变前的值,因为是利用倒序遍历,先改变(或添加)的是后面的值,后面的值必要进行保存,所以没有必要用变量进行记录。



题解(Java)

方法一:空间复杂度O(mn)

class Solution {
    public int numDistinct(String s, String t) {
        int[][] dp = new int[s.length() + 1][t.length() + 1];
        dp[0][0] = 1;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            dp[i + 1][0] = 1;
            for (int j = 0; j <= i && j < t.length(); j++) {
                dp[i + 1][j + 1] = s.charAt(i) == t.charAt(j) ? dp[i][j] + dp[i][j + 1] : dp[i][j + 1];
            }
        }
        return dp[s.length()][t.length()];
    }
}

方法二:空间复杂度O(n)

class Solution {
    public int numDistinct(String s, String t) {
        int[] dp = new int[t.length() + 1];
        if (s.length() > 0) {
            dp[0] = 1;
        }
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            for (int j = Math.min(i, t.length() - 1); j >= 0; j--) {
                if (s.charAt(i) == t.charAt(j)) {
                    dp[j + 1] += dp[j];
                }
            }
        }
        return dp[t.length()];
    }
}



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