动态规划求最长公共子序列的时间复杂度和空间复杂度分别是什么,详细分析一下
时间: 2024-05-18 17:12:48 浏览: 187
动态规划求最长公共子序列的时间复杂度为 $O(mn)$,空间复杂度为 $O(mn)$,其中 $m$ 和 $n$ 分别为两个序列的长度。
具体分析如下:
求最长公共子序列的动态规划算法使用一个二维数组 $dp[i][j]$ 来记录序列 $A$ 的前 $i$ 个元素和序列 $B$ 的前 $j$ 个元素的最长公共子序列的长度。具体地,$dp[i][j]$ 的值可以按照以下状态转移方程来计算:
$$
dp[i][j] = \begin{cases}
0, & i=0 \text{ 或 } j=0 \\
dp[i-1][j-1]+1, & A[i-1] = B[j-1] \\
\max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]), & A[i-1] \neq B[j-1]
\end{cases}
$$
其中,当 $i=0$ 或 $j=0$ 时,$dp[i][j]$ 的值为 $0$,表示其中一个序列为空序列,此时它们的最长公共子序列的长度显然为 $0$。
当 $A[i-1] = B[j-1]$ 时,表示序列 $A$ 和序列 $B$ 的第 $i$ 个元素和第 $j$ 个元素相等,那么它们一定在最长公共子序列中,因此 $dp[i][j]$ 的值可以通过 $dp[i-1][j-1]$ 的值加 $1$ 得到。
当 $A[i-1] \neq B[j-1]$ 时,表示序列 $A$ 和序列 $B$ 的第 $i$ 个元素和第 $j$ 个元素不相等,那么它们一定不在最长公共子序列中,此时 $dp[i][j]$ 的值应该取 $dp[i-1][j]$ 和 $dp[i][j-1]$ 的最大值,表示在序列 $A$ 的前 $i-1$ 个元素和序列 $B$ 的前 $j$ 个元素中找到的最长公共子序列的长度和在序列 $A$ 的前 $i$ 个元素和序列 $B$ 的前 $j-1$ 个元素中找到的最长公共子序列的长度的最大值。
最后,最长公共子序列的长度即为 $dp[m][n]$,其中 $m$ 和 $n$ 分别为序列 $A$ 和序列 $B$ 的长度。
由上述状态转移方程可知,计算 $dp[i][j]$ 的值需要用到 $dp[i-1][j-1]$、$dp[i-1][j]$ 和 $dp[i][j-1]$ 的值,因此需要使用一个二维数组来存储所有的状态值。因此,该算法的空间复杂度为 $O(mn)$。
而每个状态的计算需要常数时间,因此总的时间复杂度为 $O(mn)$。
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