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# 718. 最长重复子数组

力扣题目链接 (opens new window)

给两个整数数组 A 和 B ,返回两个数组中公共的、长度最长的子数组的长度。

示例:

输入: A: [1,2,3,2,1] B: [3,2,1,4,7] 输出:3 解释: 长度最长的公共子数组是 [3, 2, 1] 。

提示:

  • 1 <= len(A), len(B) <= 1000
  • 0 <= A[i], B[i] < 100

# 思路

注意题目中说的子数组,其实就是连续子序列。这种问题动规最拿手,动规五部曲分析如下:

  1. 确定dp数组(dp table)以及下标的含义

dp[i][j] :以下标i - 1为结尾的A,和以下标j - 1为结尾的B,最长重复子数组长度为dp[i][j]。

此时细心的同学应该发现,那dp[0][0]是什么含义呢?总不能是以下标-1为结尾的A数组吧。

其实dp[i][j]的定义也就决定着,我们在遍历dp[i][j]的时候i 和 j都要从1开始。

那有同学问了,我就定义dp[i][j]为 以下标i为结尾的A,和以下标j 为结尾的B,最长重复子数组长度。不行么?

行倒是行! 但实现起来就麻烦一点,大家看下面的dp数组状态图就明白了。

  1. 确定递推公式

根据dp[i][j]的定义,dp[i][j]的状态只能由dp[i - 1][j - 1]推导出来。

即当A[i - 1] 和B[j - 1]相等的时候,dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

根据递推公式可以看出,遍历i 和 j 要从1开始!

  1. dp数组如何初始化

根据dp[i][j]的定义,dp[i][0] 和dp[0][j]其实都是没有意义的!

但dp[i][0] 和dp[0][j]要初始值,因为 为了方便递归公式dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;

所以dp[i][0] 和dp[0][j]初始化为0。

举个例子A[0]如果和B[0]相同的话,dp[1][1] = dp[0][0] + 1,只有dp[0][0]初始为0,正好符合递推公式逐步累加起来。

  1. 确定遍历顺序

外层for循环遍历A,内层for循环遍历B。

那又有同学问了,外层for循环遍历B,内层for循环遍历A。不行么?

也行,一样的,我这里就用外层for循环遍历A,内层for循环遍历B了。

同时题目要求长度最长的子数组的长度。所以在遍历的时候顺便把dp[i][j]的最大值记录下来。

代码如下:

for (int i = 1; i <= A.size(); i++) {
    for (int j = 1; j <= B.size(); j++) {
        if (A[i - 1] == B[j - 1]) {
            dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;
        }
        if (dp[i][j] > result) result = dp[i][j];
    }
}
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  1. 举例推导dp数组

拿示例1中,A: [1,2,3,2,1],B: [3,2,1,4,7]为例,画一个dp数组的状态变化,如下:

718.最长重复子数组

以上五部曲分析完毕,C++代码如下:

class Solution {
public:
    int findLength(vector<int>& A, vector<int>& B) {
        vector<vector<int>> dp (A.size() + 1, vector<int>(B.size() + 1, 0));
        int result = 0;
        for (int i = 1; i <= A.size(); i++) {
            for (int j = 1; j <= B.size(); j++) {
                if (A[i - 1] == B[j - 1]) {
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;
                }
                if (dp[i][j] > result) result = dp[i][j];
            }
        }
        return result;
    }
};
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  • 时间复杂度O(n * m) n 为A长度,m为B长度
  • 空间复杂度O(n * m)

# 滚动数组

在如下图中:

718.最长重复子数组

我们可以看出dp[i][j]都是由dp[i - 1][j - 1]推出。那么压缩为一维数组,也就是dp[j]都是由dp[j - 1]推出。

也就是相当于可以把上一层dp[i - 1][j]拷贝到下一层dp[i][j]来继续用。

此时遍历B数组的时候,就要从后向前遍历,这样避免重复覆盖

class Solution {
public:
    int findLength(vector<int>& A, vector<int>& B) {
        vector<int> dp(vector<int>(B.size() + 1, 0));
        int result = 0;
        for (int i = 1; i <= A.size(); i++) {
            for (int j = B.size(); j > 0; j--) {
                if (A[i - 1] == B[j - 1]) {
                    dp[j] = dp[j - 1] + 1;
                } else dp[j] = 0; // 注意这里不相等的时候要有赋0的操作
                if (dp[j] > result) result = dp[j];
            }
        }
        return result;
    }
};
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  • 时间复杂度O(n * m) n 为A长度,m为B长度
  • 空间复杂度O(m)

# 其他语言版本

Java:

// 版本一
class Solution {
    public int findLength(int[] nums1, int[] nums2) {
        int result = 0;
        int[][] dp = new int[nums1.length + 1][nums2.length + 1];
        
        for (int i = 1; i < nums1.length + 1; i++) {
            for (int j = 1; j < nums2.length + 1; j++) {
                if (nums1[i - 1] == nums2[j - 1]) {
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;
                    result = Math.max(result, dp[i][j]);
                }
            }
        }
        
        return result;
    }
}

// 版本二: 滚动数组
class Solution {
    public int findLength(int[] nums1, int[] nums2) {
        int[] dp = new int[nums2.length + 1];
        int result = 0;

        for (int i = 1; i <= nums1.length; i++) {
            for (int j = nums2.length; j > 0; j--) {
                if (nums1[i - 1] == nums2[j - 1]) {
                    dp[j] = dp[j - 1] + 1;
                } else {
                    dp[j] = 0;
                }
                result = Math.max(result, dp[j]);
            }
        }
        return result;
    }
}
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Python:

动态规划:

class Solution:
    def findLength(self, A: List[int], B: List[int]) -> int:
        dp = [[0] * (len(B)+1) for _ in range(len(A)+1)]
        result = 0
        for i in range(1, len(A)+1):
            for j in range(1, len(B)+1):
                if A[i-1] == B[j-1]:
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
                result = max(result, dp[i][j])
        return result
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动态规划:滚动数组

class Solution:
    def findLength(self, A: List[int], B: List[int]) -> int:
        dp = [0] * (len(B) + 1)
        result = 0
        for i in range(1, len(A)+1):
            for j in range(len(B), 0, -1):
                if A[i-1] == B[j-1]:
                    dp[j] = dp[j-1] + 1
                else:
                    dp[j] = 0 #注意这里不相等的时候要有赋0的操作
                result = max(result, dp[j])
        return result
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Go:

func findLength(A []int, B []int) int {
	m, n := len(A), len(B)
	res := 0
	dp := make([][]int, m+1)
	for i := 0; i <= m; i++ { 
		dp[i] = make([]int, n+1)
	}

	for i := 1; i <= m; i++ {
		for j := 1; j <= n; j++ {
			if A[i-1] == B[j-1] {
				dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + 1
			}
			if dp[i][j] > res {
				res = dp[i][j]
			}
		}
	}
	return res
}
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JavaScript:

动态规划

const findLength = (A, B) => {
    // A、B数组的长度
    const [m, n] = [A.length, B.length];
    // dp数组初始化,都初始化为0
    const dp = new Array(m + 1).fill(0).map(x => new Array(n + 1).fill(0));
    // 初始化最大长度为0
    let res = 0;
    for (let i = 1; i <= m; i++) {
        for (let j = 1; j <= n; j++) {
            // 遇到A[i - 1] === B[j - 1],则更新dp数组
            if (A[i - 1] === B[j - 1]) {
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1] + 1;
            }
            // 更新res
            res = dp[i][j] > res ? dp[i][j] : res;
        }
    }
    // 遍历完成,返回res
    return res;
};
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