如何在 Java 中利用数组实现简单的最长公共子序列(LCS)动态规划矩阵存储

浅枫酱_2290

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2026-05-20

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java中用二维int[][] dp实现lcs动态规划:dpi表示str1前i字符与str2前j字符的lcs长度;初始化(m+1)×(n+1)数组,首行首列为0;按行主序填表,字符相等时dpi=dpi-1+1,否则取上、左最大值;lcs长度为dpm。

如何在 java 中利用数组实现简单的最长公共子序列(lcs)动态规划矩阵存储

在 Java 中用数组实现 LCS 的动态规划矩阵,核心是用二维 int[][] dp 存储子问题解:dp[i][j] 表示 str1 前 i 个字符与 str2 前 j 个字符的最长公共子序列长度。

初始化 dp 数组并处理边界

创建大小为 (m+1) × (n+1) 的数组(m、n 为两字符串长度),首行首列全置 0,对应空字符串与任意前缀的 LCS 长度为 0:

// 示例:str1 = "abc", str2 = "ac"
// dp[0][*] 和 dp[*][0] 全为 0

按行主序填表:状态转移逻辑

从 i=1 到 m、j=1 到 n 遍历:

JavaStoryDevelop
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  • 若 str1.charAt(i-1) == str2.charAt(j-1),则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
  • 否则,dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j], dp[i][j-1])

注意下标偏移:字符串索引从 0 开始,而 dp[i][j] 对应前 i、j 个字符,所以比较的是 i-1 和 j-1 处的字符。

获取 LCS 长度与重构子序列(可选)

LCS 长度即 dp[m][n]。如需还原具体子序列,可从 dp[m][n] 反向回溯:

  • 若字符相等,将该字符加入结果,并向 dp[i-1][j-1] 移动
  • 否则,向 dp[i-1][j] 和 dp[i][j-1] 中较大者移动(相等时任选其一)

回溯路径上收集的字符需反转才是最终 LCS。

空间优化提示(仅长度,不存路径)

若只需长度无需构造序列,可用一维数组滚动更新:
int[] dp = new int[n+1];,遍历时用临时变量保存左上角值,避免覆盖。

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