xinyin025/hello-algo

Fork 0

mirror of https://github.com/krahets/hello-algo.git synced 2026-06-28 16:44:22 +00:00

Files

T

krahets e53a7f2498 build

2026-04-14 18:06:14 +08:00

67 KiB

Raw Blame History

comments

comments
true

14.6 Задача о расстоянии редактирования

Расстояние редактирования, также называемое расстоянием Левенштейна, - это минимальное количество изменений, необходимых для преобразования одной строки в другую. Обычно оно используется для измерения сходства двух последовательностей в информационном поиске и обработке естественного языка.

!!! question

Даны две строки $s$ и $t$ . Верните минимальное число шагов редактирования, необходимое для преобразования $s$ в $t$ .

Для строки допускаются три операции редактирования: вставка одного символа, удаление одного символа и замена одного символа на произвольный другой символ.

Как показано на рисунке 14-27, для преобразования kitten в sitting требуется 3 шага редактирования: 2 операции замены и 1 операция вставки. Для преобразования hello в algo также требуется 3 шага: 2 замены и 1 удаление.

{ class="animation-figure" }

Рисунок 14-27 Пример данных для задачи о расстоянии редактирования

Задачу о расстоянии редактирования можно естественным образом объяснить с помощью модели дерева решений. Строки соответствуют узлам дерева, а один шаг решения, то есть одна операция редактирования, соответствует одному ребру дерева.

Как показано на рисунке 14-28, если не ограничивать число операций, то каждый узел может порождать множество ребер, и каждое из них соответствует одному из вариантов преобразования. Это означает, что преобразовать hello в algo можно множеством разных путей.

С точки зрения дерева решений цель этой задачи - найти кратчайший путь между узлом hello и узлом algo .

{ class="animation-figure" }

Рисунок 14-28 Представление задачи о расстоянии редактирования через дерево решений

1. Идея динамического программирования

Шаг 1: продумать решения на каждом раунде, определить состояние и тем самым получить таблицу $dp$

На каждом раунде решение состоит в выполнении одной операции редактирования над строкой s .

Нам нужно, чтобы в ходе выполнения операций размер задачи постепенно уменьшался. Только тогда можно строить подзадачи. Пусть длины строк s и t равны соответственно n и m. Сначала рассмотрим последние символы этих строк, то есть s[n-1] и t[m-1] .

Если s[n-1] и t[m-1] совпадают, их можно просто пропустить и сразу перейти к сравнению s[n-2] и t[m-2] .
Если s[n-1] и t[m-1] различны, нужно выполнить над s одну операцию редактирования (вставку, удаление или замену), чтобы последние символы стали одинаковыми, после чего можно перейти к задаче меньшего размера.

Иначе говоря, каждый шаг решения, то есть операция редактирования над строкой s , меняет те символы, которые еще необходимо сопоставить в строках s и t . Поэтому состояние определяется текущими позициями рассматриваемых символов в s и t , то есть состоянием [i, j] .

Подзадача, соответствующая состоянию [i, j] , такова: минимальное число операций редактирования, необходимое для преобразования первых i символов строки s в первые j символов строки $t$.

Отсюда получается двумерная таблица dp размера (i+1) \times (j+1) .

Шаг 2: найти оптимальную подструктуру и на ее основе вывести уравнение перехода состояния

Рассмотрим подзадачу dp[i, j] . Ее последние символы - это s[i-1] и t[j-1] . В зависимости от операции редактирования возможны три случая, показанные на рисунке 14-29.

Вставить после s[i-1] символ t[j-1]. Тогда остается подзадача dp[i, j-1] .
Удалить s[i-1]. Тогда остается подзадача dp[i-1, j] .
Заменить s[i-1] на t[j-1]. Тогда остается подзадача dp[i-1, j-1] .

{ class="animation-figure" }

Рисунок 14-29 Переходы состояния в задаче о расстоянии редактирования

Согласно этому анализу оптимальная подструктура такова: минимальное число шагов редактирования для dp[i, j] равно минимуму из трех значений - dp[i, j-1] , dp[i-1, j] и dp[i-1, j-1] - плюс 1 шаг за текущее редактирование. Значит, уравнение перехода состояния имеет вид:


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

Заметим, что если символы s[i-1] и t[j-1] совпадают, то редактировать текущий символ не нужно. В этом случае уравнение перехода состояния имеет вид:


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

Шаг 3: определить граничные условия и порядок переходов

Когда обе строки пусты, число операций редактирования равно 0 , то есть dp[0, 0] = 0 . Когда строка s пуста, а строка t непуста, минимальное число операций равно длине строки t , то есть вся первая строка инициализируется как dp[0, j] = j . Когда строка s непуста, а строка t пуста, минимальное число операций равно длине строки s , то есть весь первый столбец инициализируется как dp[i, 0] = i .

Из уравнения перехода видно, что решение dp[i, j] зависит от значений слева, сверху и слева сверху, поэтому всю таблицу dp можно обходить двумя вложенными циклами в прямом порядке.

2. Реализация кода

=== "Python"

```python title="edit_distance.py"
def edit_distance_dp(s: str, t: str) -> int:
    """Редакционное расстояние: динамическое программирование"""
    n, m = len(s), len(t)
    dp = [[0] * (m + 1) for _ in range(n + 1)]
    # Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for i in range(1, n + 1):
        dp[i][0] = i
    for j in range(1, m + 1):
        dp[0][j] = j
    # Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for i in range(1, n + 1):
        for j in range(1, m + 1):
            if s[i - 1] == t[j - 1]:
                # Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
            else:
                # Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
int editDistanceDP(string s, string t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
int editDistanceDP(String s, String t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    int[][] dp = new int[n + 1][m + 1];
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
int EditDistanceDP(string s, string t) {
    int n = s.Length, m = t.Length;
    int[,] dp = new int[n + 1, m + 1];
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i, 0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0, j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i, j] = dp[i - 1, j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
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)
    }
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for i := 1; i <= n; i++ {
        dp[i][0] = i
    }
    for j := 1; j <= m; j++ {
        dp[0][j] = j
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for i := 1; i <= n; i++ {
        for j := 1; j <= m; j++ {
            if s[i-1] == t[j-1] {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
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)
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for i in 1 ... n {
        dp[i][0] = i
    }
    for j in 1 ... m {
        dp[0][j] = j
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for i in 1 ... n {
        for j in 1 ... m {
            if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
function editDistanceDP(s, t) {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () => new Array(m + 1).fill(0));
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
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)
    );
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
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));
  // Переход состояний: первая строка и первый столбец
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    dp[i][0] = i;
  }
  for (int j = 1; j <= m; j++) {
    dp[0][j] = j;
  }
  // Переход состояний: остальные строки и столбцы
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
      if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
        // Если два символа равны, сразу пропустить их
        dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
      } else {
        // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
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];
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for i in 1..=n {
        dp[i][0] = i as i32;
    }
    for j in 1..m {
        dp[0][j] = j as i32;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for i in 1..=n {
        for j in 1..=m {
            if s.chars().nth(i - 1) == t.chars().nth(j - 1) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
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));
    }
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dp[i][0] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[0][j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 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];
    // Освободить память
    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        free(dp[i]);
    }
    return res;
}
```

=== "Kotlin"

```kotlin title="edit_distance.kt"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
fun editDistanceDP(s: String, t: String): Int {
    val n = s.length
    val m = t.length
    val dp = Array(n + 1) { IntArray(m + 1) }
    // Переход состояний: первая строка и первый столбец
    for (i in 1..n) {
        dp[i][0] = i
    }
    for (j in 1..m) {
        dp[0][j] = j
    }
    // Переход состояний: остальные строки и столбцы
    for (i in 1..n) {
        for (j in 1..m) {
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1
            }
        }
    }
    return dp[n][m]
}
```

=== "Ruby"

```ruby title="edit_distance.rb"
### Редакционное расстояние: динамическое программирование ###
def edit_distance_dp(s, t)
  n, m = s.length, t.length
  dp = Array.new(n + 1) { Array.new(m + 1, 0) }
  # Переход состояний: первая строка и первый столбец
  (1...(n + 1)).each { |i| dp[i][0] = i }
  (1...(m + 1)).each { |j| dp[0][j] = j }
  # Переход состояний: остальные строки и столбцы
  for i in 1...(n + 1)
    for j in 1...(m +1)
      if s[i - 1] == t[j - 1]
        # Если два символа равны, сразу пропустить их
        dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
      else
        # Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
        dp[i][j] = [dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]].min + 1
      end
    end
  end
  dp[n][m]
end
```

??? pythontutor "Визуализация кода"

<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%2C%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%D0%A0%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B5%3A%20%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%22%22%22%0A%20%20%20%20n%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B%5B0%5D%20%2A%20%28m%20%2B%201%29%20for%20_%20in%20range%28n%20%2B%201%29%5D%0A%20%20%20%20%23%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B0%D1%8F%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B0%20%D0%B8%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%B9%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D0%B5%D1%86%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281%2C%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%2C%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%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B8%20%D0%B8%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D1%86%D1%8B%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281%2C%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281%2C%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%D0%95%D1%81%D0%BB%D0%B8%20%D0%B4%D0%B2%D0%B0%20%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%B0%20%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D1%8B%2C%20%D1%81%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%83%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%B8%D1%85%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%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%3D%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B8%2C%20%D1%83%D0%B4%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%B7%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8B%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%2C%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%5D%2C%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%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp%28s%2C%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%D0%A7%D1%82%D0%BE%D0%B1%D1%8B%20%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C%20%7Bs%7D%20%D0%B2%20%7Bt%7D%2C%20%D0%BD%D1%83%D0%B6%D0%BD%D0%BE%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D1%83%D0%BC%20%7Bres%7D%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%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%2C%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%D0%A0%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B5%3A%20%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%22%22%22%0A%20%20%20%20n%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B%5B0%5D%20%2A%20%28m%20%2B%201%29%20for%20_%20in%20range%28n%20%2B%201%29%5D%0A%20%20%20%20%23%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B0%D1%8F%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B0%20%D0%B8%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%B9%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D0%B5%D1%86%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281%2C%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%2C%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%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B8%20%D0%B8%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D1%86%D1%8B%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281%2C%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281%2C%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%D0%95%D1%81%D0%BB%D0%B8%20%D0%B4%D0%B2%D0%B0%20%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%B0%20%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D1%8B%2C%20%D1%81%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%83%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%B8%D1%85%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%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%3D%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B8%2C%20%D1%83%D0%B4%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%B7%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8B%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%2C%20dp%5Bi%20-%201%5D%5Bj%5D%2C%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%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp%28s%2C%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%D0%A7%D1%82%D0%BE%D0%B1%D1%8B%20%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C%20%7Bs%7D%20%D0%B2%20%7Bt%7D%2C%20%D0%BD%D1%83%D0%B6%D0%BD%D0%BE%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D1%83%D0%BC%20%7Bres%7D%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%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">Во весь экран ></a></div>

Как показано на рисунке 14-30, процесс переходов состояния в задаче о расстоянии редактирования очень похож на задачи о рюкзаке: и там и здесь его можно рассматривать как заполнение двумерной сетки.

=== "<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" }

Рисунок 14-30 Процесс динамического программирования для расстояния редактирования

3. Оптимизация пространства

Поскольку dp[i,j] зависит от значения сверху dp[i-1, j] , слева dp[i, j-1] и слева сверху dp[i-1, j-1] , прямой обход после оптимизации памяти теряет значение слева сверху, а обратный обход не позволяет заранее построить значение слева dp[i, j-1] . Значит, оба наивных варианта обхода здесь непригодны.

Чтобы решить эту проблему, можно использовать переменную leftup для временного сохранения значения слева сверху dp[i-1, j-1]. После этого остается учитывать только верхнее и левое значения. Тогда ситуация становится аналогичной задаче о полном рюкзаке, и можно выполнять прямой обход. Код приведен ниже:

=== "Python"

```python title="edit_distance.py"
def edit_distance_dp_comp(s: str, t: str) -> int:
    """Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти"""
    n, m = len(s), len(t)
    dp = [0] * (m + 1)
    # Переход состояний: первая строка
    for j in range(1, m + 1):
        dp[j] = j
    # Переход состояний: остальные строки
    for i in range(1, n + 1):
        # Переход состояний: первый столбец
        leftup = dp[0]  # Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] += 1
        # Переход состояний: остальные столбцы
        for j in range(1, m + 1):
            temp = dp[j]
            if s[i - 1] == t[j - 1]:
                # Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup
            else:
                # Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1
            leftup = temp  # Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
    return dp[m]
```

=== "C++"

```cpp title="edit_distance.cpp"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int editDistanceDPComp(string s, string t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    vector<int> dp(m + 1, 0);
    // Переход состояний: первая строка
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // Переход состояний: первый столбец
        int leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "Java"

```java title="edit_distance.java"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
    int n = s.length(), m = t.length();
    int[] dp = new int[m + 1];
    // Переход состояний: первая строка
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // Переход состояний: первый столбец
        int leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = Math.min(Math.min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "C#"

```csharp title="edit_distance.cs"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int EditDistanceDPComp(string s, string t) {
    int n = s.Length, m = t.Length;
    int[] dp = new int[m + 1];
    // Переход состояний: первая строка
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // Переход состояний: первый столбец
        int leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = Math.Min(Math.Min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "Go"

```go title="edit_distance.go"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
func editDistanceDPComp(s string, t string) int {
    n := len(s)
    m := len(t)
    dp := make([]int, m+1)
    // Переход состояний: первая строка
    for j := 1; j <= m; j++ {
        dp[j] = j
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for i := 1; i <= n; i++ {
        // Переход состояний: первый столбец
        leftUp := dp[0] // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for j := 1; j <= m; j++ {
            temp := dp[j]
            if s[i-1] == t[j-1] {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftUp
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = MinInt(MinInt(dp[j-1], dp[j]), leftUp) + 1
            }
            leftUp = temp // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m]
}
```

=== "Swift"

```swift title="edit_distance.swift"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
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)
    // Переход состояний: первая строка
    for j in 1 ... m {
        dp[j] = j
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for i in 1 ... n {
        // Переход состояний: первый столбец
        var leftup = dp[0] // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for j in 1 ... m {
            let temp = dp[j]
            if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1
            }
            leftup = temp // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m]
}
```

=== "JS"

```javascript title="edit_distance.js"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function editDistanceDPComp(s, t) {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = new Array(m + 1).fill(0);
    // Переход состояний: первая строка
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        // Переход состояний: первый столбец
        let leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            const temp = dp[j];
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "TS"

```typescript title="edit_distance.ts"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function editDistanceDPComp(s: string, t: string): number {
    const n = s.length,
        m = t.length;
    const dp = new Array(m + 1).fill(0);
    // Переход состояний: первая строка
    for (let j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        // Переход состояний: первый столбец
        let leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (let j = 1; j <= m; j++) {
            const temp = dp[j];
            if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m];
}
```

=== "Dart"

```dart title="edit_distance.dart"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
  int n = s.length, m = t.length;
  List<int> dp = List.filled(m + 1, 0);
  // Переход состояний: первая строка
  for (int j = 1; j <= m; j++) {
    dp[j] = j;
  }
  // Переход состояний: остальные строки
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    // Переход состояний: первый столбец
    int leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
    dp[0] = i;
    // Переход состояний: остальные столбцы
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
      int temp = dp[j];
      if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
        // Если два символа равны, сразу пропустить их
        dp[j] = leftup;
      } else {
        // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
        dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
      }
      leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
    }
  }
  return dp[m];
}
```

=== "Rust"

```rust title="edit_distance.rs"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
fn edit_distance_dp_comp(s: &str, t: &str) -> i32 {
    let (n, m) = (s.len(), t.len());
    let mut dp = vec![0; m + 1];
    // Переход состояний: первая строка
    for j in 1..m {
        dp[j] = j as i32;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for i in 1..=n {
        // Переход состояний: первый столбец
        let mut leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i as i32;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for j in 1..=m {
            let temp = dp[j];
            if s.chars().nth(i - 1) == t.chars().nth(j - 1) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = std::cmp::min(std::cmp::min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    dp[m]
}
```

=== "C"

```c title="edit_distance.c"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int editDistanceDPComp(char *s, char *t, int n, int m) {
    int *dp = calloc(m + 1, sizeof(int));
    // Переход состояний: первая строка
    for (int j = 1; j <= m; j++) {
        dp[j] = j;
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        // Переход состояний: первый столбец
        int leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i;
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            int temp = dp[j];
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup;
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = myMin(myMin(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
            }
            leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    int res = dp[m];
    // Освободить память
    free(dp);
    return res;
}
```

=== "Kotlin"

```kotlin title="edit_distance.kt"
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
fun editDistanceDPComp(s: String, t: String): Int {
    val n = s.length
    val m = t.length
    val dp = IntArray(m + 1)
    // Переход состояний: первая строка
    for (j in 1..m) {
        dp[j] = j
    }
    // Переход состояний: остальные строки
    for (i in 1..n) {
        // Переход состояний: первый столбец
        var leftup = dp[0] // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
        dp[0] = i
        // Переход состояний: остальные столбцы
        for (j in 1..m) {
            val temp = dp[j]
            if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
                // Если два символа равны, сразу пропустить их
                dp[j] = leftup
            } else {
                // Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
                dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1
            }
            leftup = temp // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
        }
    }
    return dp[m]
}
```

=== "Ruby"

```ruby title="edit_distance.rb"
### Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти ###
def edit_distance_dp_comp(s, t)
  n, m = s.length, t.length
  dp = Array.new(m + 1, 0)
  # Переход состояний: первая строка
  (1...(m + 1)).each { |j| dp[j] = j }
  # Переход состояний: остальные строки
  for i in 1...(n + 1)
    # Переход состояний: первый столбец
    leftup = dp.first # Временно сохранить dp[i-1, j-1]
    dp[0] += 1
    # Переход состояний: остальные столбцы
    for j in 1...(m + 1)
      temp = dp[j]
      if s[i - 1] == t[j - 1]
        # Если два символа равны, сразу пропустить их
        dp[j] = leftup
      else
        # Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
        dp[j] = [dp[j - 1], dp[j], leftup].min + 1
      end
      leftup = temp # Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
    end
  end
  dp[m]
end
```

??? pythontutor "Визуализация кода"

<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%2C%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%D0%A0%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B5%3A%20%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D1%81%20%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%B9%20%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D0%B8%22%22%22%0A%20%20%20%20n%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B0%5D%20%2A%20%28m%20%2B%201%29%0A%20%20%20%20%23%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B0%D1%8F%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B0%0A%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281%2C%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%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B8%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281%2C%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%B9%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D0%B5%D1%86%0A%20%20%20%20%20%20%20%20leftup%20%3D%20dp%5B0%5D%20%20%23%20%D0%92%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%20%D1%81%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%82%D1%8C%20dp%5Bi-1%2C%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%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D1%86%D1%8B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281%2C%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%D0%95%D1%81%D0%BB%D0%B8%20%D0%B4%D0%B2%D0%B0%20%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%B0%20%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D1%8B%2C%20%D1%81%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%83%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%B8%D1%85%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%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%3D%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B8%2C%20%D1%83%D0%B4%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%B7%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8B%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%2C%20dp%5Bj%5D%2C%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%D0%9E%D0%B1%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%B4%D0%BE%20%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20dp%5Bi-1%2C%20j-1%5D%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D1%83%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B9%20%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8%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%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D1%81%20%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%B9%20%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D0%B8%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp_comp%28s%2C%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%D0%A7%D1%82%D0%BE%D0%B1%D1%8B%20%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C%20%7Bs%7D%20%D0%B2%20%7Bt%7D%2C%20%D0%BD%D1%83%D0%B6%D0%BD%D0%BE%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D1%83%D0%BC%20%7Bres%7D%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%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%2C%20t%3A%20str%29%20-%3E%20int%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%D0%A0%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B5%3A%20%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D1%81%20%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%B9%20%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D0%B8%22%22%22%0A%20%20%20%20n%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%20%20%20%20dp%20%3D%20%5B0%5D%20%2A%20%28m%20%2B%201%29%0A%20%20%20%20%23%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B0%D1%8F%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B0%0A%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281%2C%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%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B8%0A%20%20%20%20for%20i%20in%20range%281%2C%20n%20%2B%201%29%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%23%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%B9%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D0%B5%D1%86%0A%20%20%20%20%20%20%20%20leftup%20%3D%20dp%5B0%5D%20%20%23%20%D0%92%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%20%D1%81%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%82%D1%8C%20dp%5Bi-1%2C%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%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B9%3A%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D1%86%D1%8B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20j%20in%20range%281%2C%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%D0%95%D1%81%D0%BB%D0%B8%20%D0%B4%D0%B2%D0%B0%20%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%B0%20%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D1%8B%2C%20%D1%81%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%83%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%B8%D1%85%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%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%3D%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B8%2C%20%D1%83%D0%B4%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%B7%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8B%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%2C%20dp%5Bj%5D%2C%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%D0%9E%D0%B1%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%B4%D0%BE%20%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20dp%5Bi-1%2C%20j-1%5D%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D1%83%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B9%20%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8%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%2C%20m%20%3D%20len%28s%29%2C%20len%28t%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D1%81%20%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%B9%20%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D0%B8%0A%20%20%20%20res%20%3D%20edit_distance_dp_comp%28s%2C%20t%29%0A%20%20%20%20print%28f%22%D0%A7%D1%82%D0%BE%D0%B1%D1%8B%20%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C%20%7Bs%7D%20%D0%B2%20%7Bt%7D%2C%20%D0%BD%D1%83%D0%B6%D0%BD%D0%BE%20%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D1%83%D0%BC%20%7Bres%7D%20%D1%88%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%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">Во весь экран ></a></div>

67 KiB Raw Blame History Unescape Escape

14.6 Задача о расстоянии редактирования

1. Идея динамического программирования

2. Реализация кода

3. Оптимизация пространства

67 KiB

Raw Blame History