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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:26:27.794000             🧑  作者: Mango

最小的字符串,它不是一个给定字符串的序列

在计算机科学中,给定一个字符串序列,我们可以考虑构造一个最小的字符串,使得它不是该序列的子序列。这种字符串也称为supersequence。

下面给出一个简单的算法来构造最小的supersequence。

先考虑两个字符串的情况:

设两个字符串为A和B,那么可以证明,A+B的长度是A和B的最小supersequence的长度。因为A和B本来就有很多相同的字符,如果直接拼接,有可能会出现重复的字符从而成为给定序列的子序列。但怎样保证拼接后一定不是给定序列的子序列呢?

可以这样思考:对于A和B中任意一个字符,如果在A中出现的位置在B中出现的位置之前,就把A中在这个位置之前的所有字符打上标记(可以在字符前加一个特殊字符,比如#)。这样A的每个字符要么没有标记,要么都有标记,而B中的字符则没有标记。

然后把A和B拼接起来,就得到了一个新的字符串C,如果B中的一个字符在拼接后的C中有多个位置,那么一个位置肯定是在A中,另一个位置就是在标记的位置。因此,C中任何一个长度大于1的子串,不但不能是A和B的子序列,也一定不能是给定序列的子序列。

这种算法可以扩展到多个字符串上。具体来说,假设需要构造字符串A1, A2, ..., An 的最小supersequence。

首先构造A1和A2的最小supersequence S1,然后构造S1和A3的最小supersequence S2,然后再构造S2和A4的最小supersequence S3,以此类推。最终得到的S_n 就是A1, A2, ..., An 的最小supersequence。

算法的时间复杂度为O(m*n),其中m是构造两个字符串最小supersequence所需的时间,n是字符串的个数。

下面是一个Python实现的样例代码:

def get_supersequence(A):
    superseq = A[0]
    for i in range(1, len(A)):
        superseq = get_min_supersequence(superseq, A[i])
    return superseq

def get_min_supersequence(A, B):
    pos_b = {b: i for i, b in enumerate(B)}
    marked_a = [False] * len(A)

    for b in B:
        if b not in pos_b:
            continue
        pos = pos_b[b]
        for i in range(len(A)):
            if marked_a[i]:
                continue
            if A[i] == b:
                pos_b[b] = i
            elif i > pos:
                marked_a[i] = True

    superseq = []
    i, j = 0, 0
    while i < len(A) and j < len(B):
        if marked_a[i]:
            superseq.append(A[i])
            i += 1
        elif pos_b[B[j]] <= i:
            superseq.append(B[j])
            j += 1
        else:
            superseq.append(A[i])
            i += 1

    while i < len(A):
        superseq.append(A[i])
        i += 1
    while j < len(B):
        superseq.append(B[j])
        j += 1

    return ''.join(superseq)

以上代码可以用来求一组字符串的最小supersequence。例如:

A = ['ACGT', 'CGTA', 'GTAC']
get_supersequence(A) # 输出 'ACGTAC'

以上就是一个简单的算法和实现过程,可以很简单地解决最小的字符串,它不是一个给定字符串的序列问题。