mirror of https://github.com/krahets/hello-algo.git synced 2024-12-26 23:56:28 +08:00

krahets 8d37c215c8 build

2024-04-06 03:02:20 +08:00

46 KiB

Raw Blame History

comments
true

14.6 編輯距離問題

編輯距離，也稱 Levenshtein 距離，指兩個字串之間互相轉換的最少修改次數，通常用於在資訊檢索和自然語言處理中度量兩個序列的相似度。

!!! question

輸入兩個字串 $s$ 和 $t$ ，返回將 $s$ 轉換為 $t$ 所需的最少編輯步數。

你可以在一個字串中進行三種編輯操作：插入一個字元、刪除一個字元、將字元替換為任意一個字元。

如圖 14-27 所示，將 kitten 轉換為 sitting 需要編輯 3 步，包括 2 次替換操作與 1 次新增操作；將 hello 轉換為 algo 需要 3 步，包括 2 次替換操作和 1 次刪除操作。

{ class="animation-figure" }

圖 14-27 編輯距離的示例資料

編輯距離問題可以很自然地用決策樹模型來解釋。字串對應樹節點，一輪決策（一次編輯操作）對應樹的一條邊。

如圖 14-28 所示，在不限制操作的情況下，每個節點都可以派生出許多條邊，每條邊對應一種操作，這意味著從 hello 轉換到 algo 有許多種可能的路徑。

從決策樹的角度看，本題的目標是求解節點 hello 和節點 algo 之間的最短路徑。

{ class="animation-figure" }

圖 14-28 基於決策樹模型表示編輯距離問題

1. 動態規劃思路

第一步：思考每輪的決策，定義狀態，從而得到 dp 表

每一輪的決策是對字串 s 進行一次編輯操作。

我們希望在編輯操作的過程中，問題的規模逐漸縮小，這樣才能構建子問題。設字串 s 和 t 的長度分別為 n 和 m ，我們先考慮兩字串尾部的字元 s[n-1] 和 t[m-1] 。

若 s[n-1] 和 t[m-1] 相同，我們可以跳過它們，直接考慮 s[n-2] 和 t[m-2] 。
若 s[n-1] 和 t[m-1] 不同，我們需要對 s 進行一次編輯（插入、刪除、替換），使得兩字串尾部的字元相同，從而可以跳過它們，考慮規模更小的問題。

也就是說，我們在字串 s 中進行的每一輪決策（編輯操作），都會使得 s 和 t 中剩餘的待匹配字元發生變化。因此，狀態為當前在 s 和 t 中考慮的第 i 和第 j 個字元，記為 [i, j] 。

狀態 [i, j] 對應的子問題：將 s 的前 i 個字元更改為 t 的前 j 個字元所需的最少編輯步數。

至此，得到一個尺寸為 (i+1) \times (j+1) 的二維 dp 表。

第二步：找出最優子結構，進而推導出狀態轉移方程

考慮子問題 dp[i, j] ，其對應的兩個字串的尾部字元為 s[i-1] 和 t[j-1] ，可根據不同編輯操作分為圖 14-29 所示的三種情況。

在 s[i-1] 之後新增 t[j-1] ，則剩餘子問題 dp[i, j-1] 。
刪除 s[i-1] ，則剩餘子問題 dp[i-1, j] 。
將 s[i-1] 替換為 t[j-1] ，則剩餘子問題 dp[i-1, j-1] 。

{ class="animation-figure" }

圖 14-29 編輯距離的狀態轉移

根據以上分析，可得最優子結構：dp[i, j] 的最少編輯步數等於 $dp[i, j-1]$、$dp[i-1, j]$、dp[i-1, j-1] 三者中的最少編輯步數，再加上本次的編輯步數 1 。對應的狀態轉移方程為：

$$ dp[i, j] = \min(dp[i, j-1], dp[i-1, j], dp[i-1, j-1]) + 1

請注意，當 s[i-1] 和 t[j-1] 相同時，無須編輯當前字元，這種情況下的狀態轉移方程為：

$$ dp[i, j] = dp[i-1, j-1]

第三步：確定邊界條件和狀態轉移順序

當兩字串都為空時，編輯步數為 0 ，即 dp[0, 0] = 0 。當 s 為空但 t 不為空時，最少編輯步數等於 t 的長度，即首行 dp[0, j] = j 。當 s 不為空但 t 為空時，最少編輯步數等於 s 的長度，即首列 dp[i, 0] = i 。

觀察狀態轉移方程，解 dp[i, j] 依賴左方、上方、左上方的解，因此透過兩層迴圈正序走訪整個 dp 表即可。

2. 程式碼實現

=== "Python"

```python title="edit_distance.py"
def edit_distance_dp(s: str, t: str) -> int:
    """編輯距離：動態規劃"""
    n, m = len(s), len(t)
    dp = [[0] * (m + 1) for _ in range(n + 1)]
    # 狀態轉移：首行首列
    for i in range(1, n + 1):
        dp[i][0] = i
    for j in range(1, m + 1):
        dp[0][j] = j
    # 狀態轉移：其餘行和列
    for i in range(1, n + 1):
        for j in range(1, m + 1):
            if s[i - 1] == t[j - 1]:
                # 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
            else:
                # 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1
    return dp[n][m]
```

=== "C++"

```cpp title="edit_distance.cpp"
/* 編輯距離：動態規劃 */
int editDistanceDP(string s, string t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
    // 狀態轉移：首行首列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    return dp[n][m];
}
```

=== "Java"

```java title="edit_distance.java"
/* 編輯距離：動態規劃 */
int editDistanceDP(String s, String t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    int[][] dp = new int[n + 1][m + 1];
    // 狀態轉移：首行首列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = Math.min(Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    return dp[n][m];
}
```

=== "C#"

```csharp title="edit_distance.cs"
/* 編輯距離：動態規劃 */
int EditDistanceDP(string s, string t) {
    int n = s.Length, m = t.Length;
    int[,] dp = new int[n + 1, m + 1];
    // 狀態轉移：首行首列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i, 0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0, j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i, j] = dp[i - 1, j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i, j] = Math.Min(Math.Min(dp[i, j - 1], dp[i - 1, j]), dp[i - 1, j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    return dp[n, m];
}
```

=== "Go"

```go title="edit_distance.go"
/* 編輯距離：動態規劃 */
func editDistanceDP(s string, t string) int {
    n := len(s)
    m := len(t)
    dp := make([][]int, n+1)
    for i := 0; i <= n; i++ {
        dp[i] = make([]int, m+1)
    }
    // 狀態轉移：首行首列
    for i := 1; i <= n; i++ {
        dp[i][0] = i
    }
    for j := 1; j <= m; j++ {
        dp[0][j] = j
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for i := 1; i <= n; i++ {
        for j := 1; j <= m; j++ {
            if s[i-1] == t[j-1] {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = MinInt(MinInt(dp[i][j-1], dp[i-1][j]), dp[i-1][j-1]) + 1
            }
        }
    }
    return dp[n][m]
}
```

=== "Swift"

```swift title="edit_distance.swift"
/* 編輯距離：動態規劃 */
func editDistanceDP(s: String, t: String) -> Int {
    let n = s.utf8CString.count
    let m = t.utf8CString.count
    var dp = Array(repeating: Array(repeating: 0, count: m + 1), count: n + 1)
    // 狀態轉移：首行首列
    for i in 1 ... n {
        dp[i][0] = i
    }
    for j in 1 ... m {
        dp[0][j] = j
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for i in 1 ... n {
        for j in 1 ... m {
            if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1
            }
        }
    }
    return dp[n][m]
}
```

=== "JS"

```javascript title="edit_distance.js"
/* 編輯距離：動態規劃 */
function editDistanceDP(s, t) {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () => new Array(m + 1).fill(0));
    // 狀態轉移：首行首列
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] =
                    Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    return dp[n][m];
}
```

=== "TS"

```typescript title="edit_distance.ts"
/* 編輯距離：動態規劃 */
function editDistanceDP(s: string, t: string): number {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
        Array.from({ length: m + 1 }, () => 0)
    );
    // 狀態轉移：首行首列
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] =
                    Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    return dp[n][m];
}
```

=== "Dart"

```dart title="edit_distance.dart"
/* 編輯距離：動態規劃 */
int editDistanceDP(String s, String t) {
  int n = s.length, m = t.length;
  List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (_) => List.filled(m + 1, 0));
  // 狀態轉移：首行首列
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    dp[i][0] = i;
  }
  for (int j = 1; j <= m; j++) {
    dp[0][j] = j;
  }
  // 狀態轉移：其餘行和列
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
      if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
        // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
        dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
      } else {
        // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
        dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
      }
    }
  }
  return dp[n][m];
}
```

=== "Rust"

```rust title="edit_distance.rs"
/* 編輯距離：動態規劃 */
fn edit_distance_dp(s: &str, t: &str) -> i32 {
    let (n, m) = (s.len(), t.len());
    let mut dp = vec![vec![0; m + 1]; n + 1];
    // 狀態轉移：首行首列
    for i in 1..=n {
        dp[i][0] = i as i32;
    }
    for j in 1..m {
        dp[0][j] = j as i32;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for i in 1..=n {
        for j in 1..=m {
            if s.chars().nth(i - 1) == t.chars().nth(j - 1) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] =
                    std::cmp::min(std::cmp::min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    dp[n][m]
}
```

=== "C"

```c title="edit_distance.c"
/* 編輯距離：動態規劃 */
int editDistanceDP(char *s, char *t, int n, int m) {
    int **dp = malloc((n + 1) * sizeof(int *));
    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        dp[i] = calloc(m + 1, sizeof(int));
    }
    // 狀態轉移：首行首列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = myMin(myMin(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    int res = dp[n][m];
    // 釋放記憶體
    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        free(dp[i]);
    }
    return res;
}
```

=== "Kotlin"

```kotlin title="edit_distance.kt"
/* 編輯距離：動態規劃 */
fun editDistanceDP(s: String, t: String): Int {
    val n = s.length
    val m = t.length
    val dp = Array(n + 1) { IntArray(m + 1) }
    // 狀態轉移：首行首列
    for (i in 1..n) {
        dp[i][0] = i
    }
    for (j in 1..m) {
        dp[0][j] = j
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (i in 1..n) {
        for (j in 1..m) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] =
                    (min(
                        min(dp[i][j - 1].toDouble(), dp[i - 1][j].toDouble()),
                        dp[i - 1][j - 1].toDouble()
                    ) + 1).toInt()
            }
        }
    }
    return dp[n][m]
}
```

=== "Ruby"

```ruby title="edit_distance.rb"
[class]{}-[func]{edit_distance_dp}
```

=== "Zig"

```zig title="edit_distance.zig"
// 編輯距離：動態規劃
fn editDistanceDP(comptime s: []const u8, comptime t: []const u8) i32 {
    comptime var n = s.len;
    comptime var m = t.len;
    var dp = [_][m + 1]i32{[_]i32{0} ** (m + 1)} ** (n + 1);
    // 狀態轉移：首行首列
    for (1..n + 1) |i| {
        dp[i][0] = @intCast(i);
    }
    for (1..m + 1) |j| {
        dp[0][j] = @intCast(j);
    }
    // 狀態轉移：其餘行和列
    for (1..n + 1) |i| {
        for (1..m + 1) |j| {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[i][j] = @min(@min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
            }
        }
    }
    return dp[n][m];
}
```

??? pythontutor "視覺化執行"

<div style="height: 549px; width: 100%;"><iframe class="pythontutor-iframe" src="https://pythontutor.com/iframe-embed.html#code=def%20edit_distance_dp%28s%3A%20str,%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%E7%BC%96%E8%BE%91%E8%B7%9D%E7%A6%BB%EF%BC%9A%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%22%22%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B%5B0%5D%20*%20%28m%20%2B%201%29%20for%20_%20in%20range%28n%20%2B%201%29%5D%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E9%A6%96%E8%A1%8C%E9%A6%96%E5%88%97%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281,%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bi%5D%5B0%5D%20%3D%20i%0A%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5B0%5D%5Bj%5D%20%3D%20j%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E5%85%B6%E4%BD%99%E8%A1%8C%E5%92%8C%E5%88%97%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281,%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20s%5Bi%20-%201%5D%20%3D%3D%20t%5Bj%20-%201%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E8%8B%A5%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%E7%9B%B8%E7%AD%89%EF%BC%8C%E5%88%99%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E8%B7%B3%E8%BF%87%E6%AD%A4%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bi%5D%5Bj%5D%20%3D%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%20-%201%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%3D%20%E6%8F%92%E5%85%A5%E3%80%81%E5%88%A0%E9%99%A4%E3%80%81%E6%9B%BF%E6%8D%A2%E8%BF%99%E4%B8%89%E7%A7%8D%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%2B%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bi%5D%5Bj%5D%20%3D%20min%28dp%5Bi%5D%5Bj%20-%201%5D,%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%5D,%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%20-%201%5D%29%20%2B%201%0A%20%20%20%20return%20dp%5Bn%5D%5Bm%5D%0A%0A%0A%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20s%20%3D%20%22bag%22%0A%20%20%20%20t%20%3D%20%22pack%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp%28s,%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%E5%B0%86%20%7Bs%7D%20%E6%9B%B4%E6%94%B9%E4%B8%BA%20%7Bt%7D%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E9%9C%80%E8%A6%81%E7%BC%96%E8%BE%91%20%7Bres%7D%20%E6%AD%A5%22%29&codeDivHeight=472&codeDivWidth=350&cumulative=false&curInstr=6&heapPrimitives=nevernest&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false"> </iframe></div>
<div style="margin-top: 5px;"><a href="https://pythontutor.com/iframe-embed.html#code=def%20edit_distance_dp%28s%3A%20str,%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%E7%BC%96%E8%BE%91%E8%B7%9D%E7%A6%BB%EF%BC%9A%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%22%22%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B%5B0%5D%20*%20%28m%20%2B%201%29%20for%20_%20in%20range%28n%20%2B%201%29%5D%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E9%A6%96%E8%A1%8C%E9%A6%96%E5%88%97%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281,%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bi%5D%5B0%5D%20%3D%20i%0A%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5B0%5D%5Bj%5D%20%3D%20j%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E5%85%B6%E4%BD%99%E8%A1%8C%E5%92%8C%E5%88%97%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281,%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20s%5Bi%20-%201%5D%20%3D%3D%20t%5Bj%20-%201%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E8%8B%A5%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%E7%9B%B8%E7%AD%89%EF%BC%8C%E5%88%99%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E8%B7%B3%E8%BF%87%E6%AD%A4%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bi%5D%5Bj%5D%20%3D%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%20-%201%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%3D%20%E6%8F%92%E5%85%A5%E3%80%81%E5%88%A0%E9%99%A4%E3%80%81%E6%9B%BF%E6%8D%A2%E8%BF%99%E4%B8%89%E7%A7%8D%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%2B%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bi%5D%5Bj%5D%20%3D%20min%28dp%5Bi%5D%5Bj%20-%201%5D,%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%5D,%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%20-%201%5D%29%20%2B%201%0A%20%20%20%20return%20dp%5Bn%5D%5Bm%5D%0A%0A%0A%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20s%20%3D%20%22bag%22%0A%20%20%20%20t%20%3D%20%22pack%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp%28s,%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%E5%B0%86%20%7Bs%7D%20%E6%9B%B4%E6%94%B9%E4%B8%BA%20%7Bt%7D%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E9%9C%80%E8%A6%81%E7%BC%96%E8%BE%91%20%7Bres%7D%20%E6%AD%A5%22%29&codeDivHeight=800&codeDivWidth=600&cumulative=false&curInstr=6&heapPrimitives=nevernest&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false" target="_blank" rel="noopener noreferrer">全螢幕觀看 ></a></div>

如圖 14-30 所示，編輯距離問題的狀態轉移過程與背包問題非常類似，都可以看作填寫一個二維網格的過程。

=== "<1>" { class="animation-figure" }

=== "<2>" { class="animation-figure" }

=== "<3>" { class="animation-figure" }

=== "<4>" { class="animation-figure" }

=== "<5>" { class="animation-figure" }

=== "<6>" { class="animation-figure" }

=== "<7>" { class="animation-figure" }

=== "<8>" { class="animation-figure" }

=== "<9>" { class="animation-figure" }

=== "<10>" { class="animation-figure" }

=== "<11>" { class="animation-figure" }

=== "<12>" { class="animation-figure" }

=== "<13>" { class="animation-figure" }

=== "<14>" { class="animation-figure" }

=== "<15>" { class="animation-figure" }

圖 14-30 編輯距離的動態規劃過程

3. 空間最佳化

由於 dp[i,j] 是由上方 $dp[i-1, j]$、左方 $dp[i, j-1]$、左上方 dp[i-1, j-1] 轉移而來的，而正序走訪會丟失左上方 dp[i-1, j-1] ，倒序走訪無法提前構建 dp[i, j-1] ，因此兩種走訪順序都不可取。

為此，我們可以使用一個變數 leftup 來暫存左上方的解 dp[i-1, j-1] ，從而只需考慮左方和上方的解。此時的情況與完全背包問題相同，可使用正序走訪。程式碼如下所示：

=== "Python"

```python title="edit_distance.py"
def edit_distance_dp_comp(s: str, t: str) -> int:
    """編輯距離：空間最佳化後的動態規劃"""
    n, m = len(s), len(t)
    dp = [0] * (m + 1)
    # 狀態轉移：首行
    for j in range(1, m + 1):
        dp[j] = j
    # 狀態轉移：其餘行
    for i in range(1, n + 1):
        # 狀態轉移：首列
        leftup = dp[0]  # 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] += 1
        # 狀態轉移：其餘列
        for j in range(1, m + 1):
            temp = dp[j]
            if s[i - 1] == t[j - 1]:
                # 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup
            else:
                # 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1
            leftup = temp  # 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
    return dp[m]
```

=== "C++"

```cpp title="edit_distance.cpp"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
int editDistanceDPComp(string s, string t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    vector<int> dp(m + 1, 0);
    // 狀態轉移：首行
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // 狀態轉移：首列
        int leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // 狀態轉移：其餘列
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "Java"

```java title="edit_distance.java"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    int[] dp = new int[m + 1];
    // 狀態轉移：首行
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // 狀態轉移：首列
        int leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // 狀態轉移：其餘列
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = Math.min(Math.min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "C#"

```csharp title="edit_distance.cs"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
int EditDistanceDPComp(string s, string t) {
    int n = s.Length, m = t.Length;
    int[] dp = new int[m + 1];
    // 狀態轉移：首行
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // 狀態轉移：首列
        int leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // 狀態轉移：其餘列
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = Math.Min(Math.Min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "Go"

```go title="edit_distance.go"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
func editDistanceDPComp(s string, t string) int {
    n := len(s)
    m := len(t)
    dp := make([]int, m+1)
    // 狀態轉移：首行
    for j := 1; j <= m; j++ {
        dp[j] = j
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for i := 1; i <= n; i++ {
        // 狀態轉移：首列
        leftUp := dp[0] // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i
        // 狀態轉移：其餘列
        for j := 1; j <= m; j++ {
            temp := dp[j]
            if s[i-1] == t[j-1] {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftUp
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = MinInt(MinInt(dp[j-1], dp[j]), leftUp) + 1
            }
            leftUp = temp // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m]
}
```

=== "Swift"

```swift title="edit_distance.swift"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
func editDistanceDPComp(s: String, t: String) -> Int {
    let n = s.utf8CString.count
    let m = t.utf8CString.count
    var dp = Array(repeating: 0, count: m + 1)
    // 狀態轉移：首行
    for j in 1 ... m {
        dp[j] = j
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for i in 1 ... n {
        // 狀態轉移：首列
        var leftup = dp[0] // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i
        // 狀態轉移：其餘列
        for j in 1 ... m {
            let temp = dp[j]
            if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1
            }
            leftup = temp // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m]
}
```

=== "JS"

```javascript title="edit_distance.js"
/* 編輯距離：狀態壓縮後的動態規劃 */
function editDistanceDPComp(s, t) {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = new Array(m + 1).fill(0);
    // 狀態轉移：首行
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        // 狀態轉移：首列
        let leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // 狀態轉移：其餘列
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            const temp = dp[j];
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "TS"

```typescript title="edit_distance.ts"
/* 編輯距離：狀態壓縮後的動態規劃 */
function editDistanceDPComp(s: string, t: string): number {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = new Array(m + 1).fill(0);
    // 狀態轉移：首行
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        // 狀態轉移：首列
        let leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // 狀態轉移：其餘列
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            const temp = dp[j];
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "Dart"

```dart title="edit_distance.dart"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
  int n = s.length, m = t.length;
  List<int> dp = List.filled(m + 1, 0);
  // 狀態轉移：首行
  for (int j = 1; j <= m; j++) {
    dp[j] = j;
  }
  // 狀態轉移：其餘行
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    // 狀態轉移：首列
    int leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
    dp[0] = i;
    // 狀態轉移：其餘列
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
      int temp = dp[j];
      if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
        // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
        dp[j] = leftup;
      } else {
        // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
        dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
      }
      leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
    }
  }
  return dp[m];
}
```

=== "Rust"

```rust title="edit_distance.rs"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
fn edit_distance_dp_comp(s: &str, t: &str) -> i32 {
    let (n, m) = (s.len(), t.len());
    let mut dp = vec![0; m + 1];
    // 狀態轉移：首行
    for j in 1..m {
        dp[j] = j as i32;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for i in 1..=n {
        // 狀態轉移：首列
        let mut leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i as i32;
        // 狀態轉移：其餘列
        for j in 1..=m {
            let temp = dp[j];
            if s.chars().nth(i - 1) == t.chars().nth(j - 1) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = std::cmp::min(std::cmp::min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    dp[m]
}
```

=== "C"

```c title="edit_distance.c"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
int editDistanceDPComp(char *s, char *t, int n, int m) {
    int *dp = calloc(m + 1, sizeof(int));
    // 狀態轉移：首行
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // 狀態轉移：首列
        int leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // 狀態轉移：其餘列
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = myMin(myMin(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    int res = dp[m];
    // 釋放記憶體
    free(dp);
    return res;
}
```

=== "Kotlin"

```kotlin title="edit_distance.kt"
/* 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃 */
fun editDistanceDPComp(s: String, t: String): Int {
    val n = s.length
    val m = t.length
    val dp = IntArray(m + 1)
    // 狀態轉移：首行
    for (j in 1..m) {
        dp[j] = j
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (i in 1..n) {
        // 狀態轉移：首列
        var leftup = dp[0] // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i
        // 狀態轉移：其餘列
        for (j in 1..m) {
            val temp = dp[j]
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = (min(min(dp[j - 1].toDouble(), dp[j].toDouble()), leftup.toDouble()) + 1).toInt()
            }
            leftup = temp // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m]
}
```

=== "Ruby"

```ruby title="edit_distance.rb"
[class]{}-[func]{edit_distance_dp_comp}
```

=== "Zig"

```zig title="edit_distance.zig"
// 編輯距離：空間最佳化後的動態規劃
fn editDistanceDPComp(comptime s: []const u8, comptime t: []const u8) i32 {
    comptime var n = s.len;
    comptime var m = t.len;
    var dp = [_]i32{0} ** (m + 1);
    // 狀態轉移：首行
    for (1..m + 1) |j| {
        dp[j] = @intCast(j);
    }
    // 狀態轉移：其餘行
    for (1..n + 1) |i| {
        // 狀態轉移：首列
        var leftup = dp[0]; // 暫存 dp[i-1, j-1]
        dp[0] = @intCast(i);
        // 狀態轉移：其餘列
        for (1..m + 1) |j| {
            var temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // 若兩字元相等，則直接跳過此兩字元
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // 最少編輯步數 = 插入、刪除、替換這三種操作的最少編輯步數 + 1
                dp[j] = @min(@min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // 更新為下一輪的 dp[i-1, j-1]
        }
    }
    return dp[m];
}
```

??? pythontutor "視覺化執行"

<div style="height: 549px; width: 100%;"><iframe class="pythontutor-iframe" src="https://pythontutor.com/iframe-embed.html#code=def%20edit_distance_dp_comp%28s%3A%20str,%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%E7%BC%96%E8%BE%91%E8%B7%9D%E7%A6%BB%EF%BC%9A%E7%A9%BA%E9%97%B4%E4%BC%98%E5%8C%96%E5%90%8E%E7%9A%84%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%22%22%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B0%5D%20*%20%28m%20%2B%201%29%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E9%A6%96%E8%A1%8C%0A%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bj%5D%20%3D%20j%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E5%85%B6%E4%BD%99%E8%A1%8C%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281,%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E9%A6%96%E5%88%97%0A%20%20%20%20%20%20%20%20leftup%20%3D%20dp%5B0%5D%20%20%23%20%E6%9A%82%E5%AD%98%20dp%5Bi-1,%20j-1%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5B0%5D%20%2B%3D%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E5%85%B6%E4%BD%99%E5%88%97%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20temp%20%3D%20dp%5Bj%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20s%5Bi%20-%201%5D%20%3D%3D%20t%5Bj%20-%201%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E8%8B%A5%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%E7%9B%B8%E7%AD%89%EF%BC%8C%E5%88%99%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E8%B7%B3%E8%BF%87%E6%AD%A4%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bj%5D%20%3D%20leftup%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%3D%20%E6%8F%92%E5%85%A5%E3%80%81%E5%88%A0%E9%99%A4%E3%80%81%E6%9B%BF%E6%8D%A2%E8%BF%99%E4%B8%89%E7%A7%8D%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%2B%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bj%5D%20%3D%20min%28dp%5Bj%20-%201%5D,%20dp%5Bj%5D,%20leftup%29%20%2B%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20leftup%20%3D%20temp%20%20%23%20%E6%9B%B4%E6%96%B0%E4%B8%BA%E4%B8%8B%E4%B8%80%E8%BD%AE%E7%9A%84%20dp%5Bi-1,%20j-1%5D%0A%20%20%20%20return%20dp%5Bm%5D%0A%0A%0A%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20s%20%3D%20%22bag%22%0A%20%20%20%20t%20%3D%20%22pack%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E7%A9%BA%E9%97%B4%E4%BC%98%E5%8C%96%E5%90%8E%E7%9A%84%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp_comp%28s,%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%E5%B0%86%20%7Bs%7D%20%E6%9B%B4%E6%94%B9%E4%B8%BA%20%7Bt%7D%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E9%9C%80%E8%A6%81%E7%BC%96%E8%BE%91%20%7Bres%7D%20%E6%AD%A5%22%29&codeDivHeight=472&codeDivWidth=350&cumulative=false&curInstr=6&heapPrimitives=nevernest&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false"> </iframe></div>
<div style="margin-top: 5px;"><a href="https://pythontutor.com/iframe-embed.html#code=def%20edit_distance_dp_comp%28s%3A%20str,%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%E7%BC%96%E8%BE%91%E8%B7%9D%E7%A6%BB%EF%BC%9A%E7%A9%BA%E9%97%B4%E4%BC%98%E5%8C%96%E5%90%8E%E7%9A%84%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%22%22%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B0%5D%20*%20%28m%20%2B%201%29%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E9%A6%96%E8%A1%8C%0A%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bj%5D%20%3D%20j%0A%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E5%85%B6%E4%BD%99%E8%A1%8C%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281,%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E9%A6%96%E5%88%97%0A%20%20%20%20%20%20%20%20leftup%20%3D%20dp%5B0%5D%20%20%23%20%E6%9A%82%E5%AD%98%20dp%5Bi-1,%20j-1%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5B0%5D%20%2B%3D%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E7%8A%B6%E6%80%81%E8%BD%AC%E7%A7%BB%EF%BC%9A%E5%85%B6%E4%BD%99%E5%88%97%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281,%20m%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20temp%20%3D%20dp%5Bj%5D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20s%5Bi%20-%201%5D%20%3D%3D%20t%5Bj%20-%201%5D%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E8%8B%A5%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%E7%9B%B8%E7%AD%89%EF%BC%8C%E5%88%99%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E8%B7%B3%E8%BF%87%E6%AD%A4%E4%B8%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bj%5D%20%3D%20leftup%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%3D%20%E6%8F%92%E5%85%A5%E3%80%81%E5%88%A0%E9%99%A4%E3%80%81%E6%9B%BF%E6%8D%A2%E8%BF%99%E4%B8%89%E7%A7%8D%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%B0%91%E7%BC%96%E8%BE%91%E6%AD%A5%E6%95%B0%20%2B%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20dp%5Bj%5D%20%3D%20min%28dp%5Bj%20-%201%5D,%20dp%5Bj%5D,%20leftup%29%20%2B%201%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20leftup%20%3D%20temp%20%20%23%20%E6%9B%B4%E6%96%B0%E4%B8%BA%E4%B8%8B%E4%B8%80%E8%BD%AE%E7%9A%84%20dp%5Bi-1,%20j-1%5D%0A%20%20%20%20return%20dp%5Bm%5D%0A%0A%0A%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20s%20%3D%20%22bag%22%0A%20%20%20%20t%20%3D%20%22pack%22%0A%20%20%20%20n,%20m%20%3D%20len%28s%29,%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E7%A9%BA%E9%97%B4%E4%BC%98%E5%8C%96%E5%90%8E%E7%9A%84%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp_comp%28s,%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%E5%B0%86%20%7Bs%7D%20%E6%9B%B4%E6%94%B9%E4%B8%BA%20%7Bt%7D%20%E6%9C%80%E5%B0%91%E9%9C%80%E8%A6%81%E7%BC%96%E8%BE%91%20%7Bres%7D%20%E6%AD%A5%22%29&codeDivHeight=800&codeDivWidth=600&cumulative=false&curInstr=6&heapPrimitives=nevernest&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false" target="_blank" rel="noopener noreferrer">全螢幕觀看 ></a></div>

46 KiB Raw Blame History

14.6 編輯距離問題

1. 動態規劃思路

2. 程式碼實現

3. 空間最佳化

46 KiB

Raw Blame History