計算兩個字符串最大公有子串


背景

對算法一直應用的比較少,最近看到一些典型的算法想練練手,想看看到底有多么讓人討厭。其實發現算法都有一定的套路,一般並不是臨時憑空想出來的,大都建立在一些已經存在的經典算法知識以及數據結構上。換句話來說,如果某些玩法之前未接觸過,那么讓你在短時間內臨時想出來還是有一定難度的。這有點類似項目經驗,如果曾經做過一個CRM系統,下次再碰到它時你就輕松很多,如果你挑戰的是一個你從未遇到過的系統,你只能憑已有知識去強吃。

計算兩個字符串最大公共子串

這個也是經常遇到到,給出兩個任意長度的字符串,輸出最大公有字符串,比如輸入abcdef,cdef,則輸出cdef。

解決方案

采用雙層循環,指針移動來記錄所有子串,最后取最大長度子串。利用臨時隊列來存儲循環過程中匹配成功的字符元素,從兩個字符串首個元素開始匹配。

  • 如果a.charAt(i)=b.charAt(j),標記開始匹配,同時移動兩者指針,並將相同字符串壓入臨時隊列中
  • 如果a.charAt(i)!=b.charAt(j),只移動b的指針。如果處於匹配中,則將臨時隊列存儲到結果集中,並清空臨時隊列。
  • 如果a,b任意一個到了最后一個元素,將臨時隊列中的值存儲到結果集中,並清空臨時隊列

示意圖

從元素0開始比較

字符串A指針不動,B依次向后找至少找到相同的,將相同字符壓入臨時隊列中。

出現第一個匹配元素

當出現匹配元素后,兩個字符串均向后移動一個元素再做比較。

匹配出現中斷

如果前面已經開始匹配成功,向后出現字符不相同時,終止。

重置索引,循環匹配

字符串B指針向后移動,字符串A的指針重置,遞歸上面的步驟。

示例代碼

下面的示例將所有子串均記錄下來,如果只想輸出最大子串需要改下邏輯,定義一個最大子串,然后與循環計算的子串相比較,取兩者長度最大值即可。

String b="abcdeqwe";
String a="cdeabrwqedeqwe";
int lengthA=a.length();
int lengthB=b.length();
//標識是否開始匹配
boolean match=false;
//循環中用於存儲相同字符的臨時隊列
Queue tmpResult=new ArrayQueue();
//存儲所有子串
List<Queue> result=new ArrayList<>();
for(int i=0;i<lengthA;i++){
    int indexA=i;
    for(int j=0;j<lengthB;j++){
        if(a.charAt(indexA)==b.charAt(j)){
            if(!match) {
                match = true;
            }
            tmpResult.add(a.charAt(indexA));
            if(indexA<lengthA-1) {
                indexA++;
            }
        }
        else {
            if(match) {
                result.add(tmpResult);
                //重置條件
                tmpResult=new ArrayQueue();
                indexA=i;

            }
        }
        if(j==lengthB-1||i==lengthA-1){
            if(!tmpResult.isEmpty()){
                result.add(tmpResult);
                //重置條件
                tmpResult=new ArrayQueue();
            }
        }
    }

}
//取最大的子串
Queue stringResult= Collections.max(result, new Ordering<Queue>() {
    @Override
    public int compare(Queue left, Queue right) {
        return Integer.compare(left.size(),right.size());
    }
});

優點

指針移動在循環過程中不會產生多余的臨時字符串,如果是substring方案就需要考慮效率了。

如有其它更好的方案請分享給我


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