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最长公共子序列

给定两个字符串 text1 和 text2 ,返回这两个字符串的最长 公共子序列 的长度。如果不存在 公共子序列 ,返回 0 。 一个字符串的 子序列 是指这样一个新的字符串:它是由原字符串在不改变字符的相对顺序的情况下删除某些字符(也可以不删除任何字符)后组成的新字符串。 例如, "ace" 是 …

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中等 · 状态·转移·动态规划

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答案摘要

我们定义 表示 的前 个字符和 的前 个字符的最长公共子序列的长度。那么答案为 ,其中 和 分别为 和 的长度。 如果 的第 个字符和 的第 个字符相同,则 $f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + 1$;如果 的第 个字符和 的第 个字符不同,则 $f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i][j - 1])$。即状态转移方程为…

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题目描述

给定两个字符串 text1 和 text2,返回这两个字符串的最长 公共子序列 的长度。如果不存在 公共子序列 ,返回 0

一个字符串的 子序列 是指这样一个新的字符串:它是由原字符串在不改变字符的相对顺序的情况下删除某些字符(也可以不删除任何字符)后组成的新字符串。

  • 例如,"ace""abcde" 的子序列,但 "aec" 不是 "abcde" 的子序列。

两个字符串的 公共子序列 是这两个字符串所共同拥有的子序列。

 

示例 1:

输入:text1 = "abcde", text2 = "ace" 
输出:3  
解释:最长公共子序列是 "ace" ,它的长度为 3 。

示例 2:

输入:text1 = "abc", text2 = "abc"
输出:3
解释:最长公共子序列是 "abc" ,它的长度为 3 。

示例 3:

输入:text1 = "abc", text2 = "def"
输出:0
解释:两个字符串没有公共子序列,返回 0 。

 

提示:

  • 1 <= text1.length, text2.length <= 1000
  • text1 和 text2 仅由小写英文字符组成。
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解题思路

方法一:动态规划

我们定义 f[i][j]f[i][j] 表示 text1text1 的前 ii 个字符和 text2text2 的前 jj 个字符的最长公共子序列的长度。那么答案为 f[m][n]f[m][n],其中 mmnn 分别为 text1text1text2text2 的长度。

如果 text1text1 的第 ii 个字符和 text2text2 的第 jj 个字符相同,则 f[i][j]=f[i1][j1]+1f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + 1;如果 text1text1 的第 ii 个字符和 text2text2 的第 jj 个字符不同,则 f[i][j]=max(f[i1][j],f[i][j1])f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i][j - 1])。即状态转移方程为:

f[i][j]={f[i1][j1]+1,text1[i1]=text2[j1]max(f[i1][j],f[i][j1]),text1[i1]text2[j1]f[i][j] = \begin{cases} f[i - 1][j - 1] + 1, & text1[i - 1] = text2[j - 1] \\ \max(f[i - 1][j], f[i][j - 1]), & text1[i - 1] \neq text2[j - 1] \end{cases}

时间复杂度 O(m×n)O(m \times n),空间复杂度 O(m×n)O(m \times n)。其中 mmnn 分别为 text1text1text2text2 的长度。

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class Solution:
    def longestCommonSubsequence(self, text1: str, text2: str) -> int:
        m, n = len(text1), len(text2)
        f = [[0] * (n + 1) for _ in range(m + 1)]
        for i in range(1, m + 1):
            for j in range(1, n + 1):
                if text1[i - 1] == text2[j - 1]:
                    f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + 1
                else:
                    f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i][j - 1])
        return f[m][n]
speed

复杂度分析

指标
时间complexity is O(m _n) because each DP cell is computed once, where m and n are the lengths of text1 and text2. Space complexity is O(m_ n) for the full table, but can be reduced to O(n) using two-row optimization.
空间Depends on the final approach
psychology

面试官常问的追问

外企场景
  • question_mark

    The candidate recognizes DP[i][j] as the key state representation for subsequence lengths.

  • question_mark

    They correctly identify state transitions for character matches versus mismatches.

  • question_mark

    They optimize space with rolling rows to reduce memory without affecting correctness.

warning

常见陷阱

外企场景
  • error

    Confusing subsequence with substring, leading to incorrect DP updates.

  • error

    Forgetting to initialize DP table edges, causing index errors or wrong LCS length.

  • error

    Using recursive solutions without memoization, leading to exponential time complexity.

swap_horiz

进阶变体

外企场景
  • arrow_right_alt

    Return the actual longest common subsequence string instead of just its length.

  • arrow_right_alt

    Compute LCS for more than two strings using multidimensional DP.

  • arrow_right_alt

    Apply the pattern to sequences of numbers or other comparable items instead of characters.

help

常见问题

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最长公共子序列题解:状态·转移·动态规划 | LeetCode #1143 中等