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hello-algo/codes/swift/chapter_dynamic_programming/edit_distance.swift
T
nuomi1 7359a7cb4b Review Swift codes (#1150)
* feat(swift): review for chapter_computational_complexity

* feat(swift): review for chapter_data_structure

* feat(swift): review for chapter_array_and_linkedlist

* feat(swift): review for chapter_stack_and_queue

* feat(swift): review for chapter_hashing

* feat(swift): review for chapter_tree

* feat(swift): add codes for heap article

* feat(swift): review for chapter_heap

* feat(swift): review for chapter_graph

* feat(swift): review for chapter_searching

* feat(swift): review for chapter_sorting

* feat(swift): review for chapter_divide_and_conquer

* feat(swift): review for chapter_backtracking

* feat(swift): review for chapter_dynamic_programming

* feat(swift): review for chapter_greedy

* feat(swift): review for utils

* feat(swift): update ci tool

* feat(swift): trailing closure

* feat(swift): array init

* feat(swift): map index
2024-03-20 21:15:39 +08:00

148 lines
4.7 KiB
Swift

/**
* File: edit_distance.swift
* Created Time: 2023-07-16
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
*/
/* 编辑距离:暴力搜索 */
func editDistanceDFS(s: String, t: String, i: Int, j: Int) -> Int {
// 若 s 和 t 都为空,则返回 0
if i == 0, j == 0 {
return 0
}
// 若 s 为空,则返回 t 长度
if i == 0 {
return j
}
// 若 t 为空,则返回 s 长度
if j == 0 {
return i
}
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
return editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i - 1, j: j - 1)
}
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
let insert = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i, j: j - 1)
let delete = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i - 1, j: j)
let replace = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i - 1, j: j - 1)
// 返回最少编辑步数
return min(min(insert, delete), replace) + 1
}
/* 编辑距离:记忆化搜索 */
func editDistanceDFSMem(s: String, t: String, mem: inout [[Int]], i: Int, j: Int) -> Int {
// 若 s 和 t 都为空,则返回 0
if i == 0, j == 0 {
return 0
}
// 若 s 为空,则返回 t 长度
if i == 0 {
return j
}
// 若 t 为空,则返回 s 长度
if j == 0 {
return i
}
// 若已有记录,则直接返回之
if mem[i][j] != -1 {
return mem[i][j]
}
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
return editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i - 1, j: j - 1)
}
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
let insert = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i, j: j - 1)
let delete = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i - 1, j: j)
let replace = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: i - 1, j: j - 1)
// 记录并返回最少编辑步数
mem[i][j] = min(min(insert, delete), replace) + 1
return mem[i][j]
}
/* 编辑距离:动态规划 */
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)
// 状态转移:首行首列
for i in 1 ... n {
dp[i][0] = i
}
for j in 1 ... m {
dp[0][j] = j
}
// 状态转移:其余行和列
for i in 1 ... n {
for j in 1 ... m {
if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1
}
}
}
return dp[n][m]
}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
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)
// 状态转移:首行
for j in 1 ... m {
dp[j] = j
}
// 状态转移:其余行
for i in 1 ... n {
// 状态转移:首列
var leftup = dp[0] // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i
// 状态转移:其余列
for j in 1 ... m {
let temp = dp[j]
if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1
}
leftup = temp // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m]
}
@main
enum EditDistance {
/* Driver Code */
static func main() {
let s = "bag"
let t = "pack"
let n = s.utf8CString.count
let m = t.utf8CString.count
// 暴力搜索
var res = editDistanceDFS(s: s, t: t, i: n, j: m)
print("将 \(s) 更改为 \(t) 最少需要编辑 \(res) 步")
// 记忆化搜索
var mem = Array(repeating: Array(repeating: -1, count: m + 1), count: n + 1)
res = editDistanceDFSMem(s: s, t: t, mem: &mem, i: n, j: m)
print("将 \(s) 更改为 \(t) 最少需要编辑 \(res) 步")
// 动态规划
res = editDistanceDP(s: s, t: t)
print("将 \(s) 更改为 \(t) 最少需要编辑 \(res) 步")
// 空间优化后的动态规划
res = editDistanceDPComp(s: s, t: t)
print("将 \(s) 更改为 \(t) 最少需要编辑 \(res) 步")
}
}