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最长公共子括号序列

[编程题]最长公共子括号序列
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  • 算法知识视频讲解
一个合法的括号匹配序列被定义为:
1. 空串""是合法的括号序列
2. 如果"X"和"Y"是合法的序列,那么"XY"也是一个合法的括号序列
3. 如果"X"是一个合法的序列,那么"(X)"也是一个合法的括号序列
4. 每个合法的括号序列都可以由上面的规则生成
例如"", "()", "()()()", "(()())", "(((()))"都是合法的。
从一个字符串S中移除零个或者多个字符得到的序列称为S的子序列。
例如"abcde"的子序列有"abe","","abcde"等。
定义LCS(S,T)为字符串S和字符串T最长公共子序列的长度,即一个最长的序列W既是S的子序列也是T的子序列的长度。
小易给出一个合法的括号匹配序列s,小易希望你能找出具有以下特征的括号序列t:
1、t跟s不同,但是长度相同
2、t也是一个合法的括号匹配序列
3、LCS(s, t)是满足上述两个条件的t中最大的
因为这样的t可能存在多个,小易需要你计算出满足条件的t有多少个。

如样例所示: s = "(())()",跟字符串s长度相同的合法括号匹配序列有:
"()(())", "((()))", "()()()", "(()())",其中LCS( "(())()", "()(())" )为4,其他三个都为5,所以输出3.

输入描述:
输入包括字符串s(4 ≤ |s| ≤ 50,|s|表示字符串长度),保证s是一个合法的括号匹配序列。


输出描述:
输出一个正整数,满足条件的t的个数。
示例1

输入

(())()

输出

3
def isValid(str):
    # 判断该字符串是否是合法的括号序列
    stack = []
    for i in range(len(str)):
        if str[i] == '(':
            stack.append(str[i])
        else:
            # 去stack里匹配一个左括号
            if len(stack) == 0 or stack[-1] != '(':
                return False
            else:
                stack.pop()

    return not stack


# 得到输入字符串
input_str = input()
n = len(input_str)
# 思路:取出字符串中的某一个字符c,得到一个剩余字符串remain_str,依次把c插入到remain_str中
# 得到新的字符串,如果该字符串是合法的括号序列,并且与源字符串不相等,则个数加1
# 关键点:对于LCS(s, t),必然会存在长度为len(s) - 1的公共子序列
count = 0
new_str_list = []
for i in range(n):
    c = input_str[i]
    remain_str = input_str[:i] + input_str[i + 1:]
    # 分别把c插入到remain_str中
    for j in range(len(remain_str) + 1):
        new_str = remain_str[:j] + c + remain_str[j:]
        # 判断new_str是否是合法的括号序列,并且与源字符串不相等,并且这个new_str也不能重复
        if new_str != input_str and isValid(new_str) and new_str not in new_str_list:
            new_str_list.append(new_str)
            count += 1

print(count)
发表于 2018-08-07 16:21:14 回复(1)
只要是移动原字符串一个字符所形成的其他字符串,一定和原字符串str有长度为str.length() - 1的最长公共子序列(注意不是最长公共子串,序列可以不连续),这样获得的合法括号序列均满足LCS最大的条件,于是采用暴力解法:
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.IOException;
import java.util.HashSet;
import java.util.Stack;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String string;
        while((string = br.readLine()) != null)
            System.out.println(solve(string));
    }
    
    // 判断是否为合法的括号序列
    private static boolean isValid(String seq) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for(int i = 0; i < seq.length(); i++){
            if(seq.charAt(i) == '(')
                stack.push('(');
            else{
                if(stack.isEmpty())
                    return false;
                else
                    stack.pop();
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }
    
    private static int solve(String s) {
        String s1, s2;
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            s1 = s.substring(0, i) + s.substring(i + 1);
            for(int j = 0; j < s1.length(); j++){
                s2 = s1.substring(0, j) + s.charAt(i) + s1.substring(j);
                // 如果是合法的括号序列则加入集合
                if(isValid(s2))
                    set.add(s2);
            }
        }
        return set.size() - 1;     // 把自己减去
    }
}


编辑于 2020-10-22 17:06:55 回复(0)