C语言序列比对的编辑距离问题,要求写出问题描述、数学模型、优化函数及标记函数设置 2 、编码实现 、变量设置及存储、代码实现(关键代码)、 时间复杂度、空间复杂度 4
时间: 2023-08-14 07:05:48 浏览: 87
问题描述:
给定两个字符串A和B,求A和B之间的编辑距离,即将A转换成B所需的最少的插入、删除和替换操作次数。
数学模型:
设dp[i][j]表示A的前i个字符和B的前j个字符之间的编辑距离,那么可以得到以下转移方程:
1. 当A[i] == B[j]时,dp[i][j] = dp[i-1][j-1]。
2. 当A[i] != B[j]时,有三种情况:
a. 替换操作:dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1,即将A[i]替换成B[j]。
b. 插入操作:dp[i][j] = dp[i][j-1] + 1,即在A[i]后面插入B[j]。
c. 删除操作:dp[i][j] = dp[i-1][j] + 1,即删除A[i]。
3. 初始值:dp[0][0] = 0,dp[i][0] = i,dp[0][j] = j,即一个字符串为空时,编辑距离为另一个字符串的长度。
优化函数:
因为dp[i][j]只与dp[i-1][j-1]、dp[i-1][j]、dp[i][j-1]有关,因此可以使用滚动数组进行优化,将二维数组降为一维。
标记函数设置:
在转移方程中,如果进行了替换操作,那么可以将A[i]和B[j]标记为相同,表示将A[i]替换成B[j]。
编码实现:
以下是C语言实现序列比对的编辑距离问题的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAXLEN 1000
int min(int a, int b, int c) {
if (a < b && a < c)
return a;
else if (b < a && b < c)
return b;
else
return c;
}
int edit_distance(char* A, char* B) {
int lenA = strlen(A);
int lenB = strlen(B);
int dp[2][MAXLEN + 1];
int i, j;
for (i = 0; i <= lenB; i++)
dp[0][i] = i;
for (i = 1; i <= lenA; i++) {
dp[i % 2][0] = i;
for (j = 1; j <= lenB; j++) {
if (A[i - 1] == B[j - 1])
dp[i % 2][j] = dp[(i - 1) % 2][j - 1];
else
dp[i % 2][j] = min(dp[(i - 1) % 2][j], dp[i % 2][j - 1], dp[(i - 1) % 2][j - 1]) + 1;
}
}
return dp[lenA % 2][lenB];
}
int main() {
char A[MAXLEN], B[MAXLEN];
printf("请输入字符串A和B:\n");
scanf("%s%s", A, B);
printf("编辑距离为:%d\n", edit_distance(A, B));
return 0;
}
```
变量设置及存储:
1. MAXLEN:定义最大字符串长度。
2. dp:滚动数组,存储A和B之间的编辑距离。
3. i,j:循环变量。
时间复杂度:
该算法的时间复杂度为O(lenA * lenB),其中lenA和lenB分别为字符串A和B的长度。
空间复杂度:
该算法的空间复杂度为O(min(lenA, lenB)),因为使用了滚动数组对dp数组进行了优化,只存储了两行。
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