news 2026/4/16 4:03:08

【区间DP】括号序列:如何求解最长合法子序列?(POJ 2955)

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
【区间DP】括号序列:如何求解最长合法子序列?(POJ 2955)

在区间动态规划的题库中,“括号匹配”类问题占据了半壁江山。

很多同学分不清“最长合法子串”和“最长合法子序列”的区别:

  • 子串 (Substring):必须连续。

  • 子序列 (Subsequence):可以不连续,中间可以跳过某些字符。

今天我们要解决的,就是一道经典的“子序列”问题。给定一个由()[]组成的字符串,求出其中最长的合法括号子序列的长度。


1. 问题背景

题目描述

给定一个长度为n () 的字符串S。我们要在这个字符串中挑选出一些字符,保持它们在原串中的相对顺序不变,组成一个新的字符串。

要求这个新字符串必须是“合法的括号序列”。

合法定义的递归形式如下:

  1. 空串是合法的。

  2. 如果A是合法的,那么(A)[A]也是合法的。

  3. 如果A和B是合法的,那么AB也是合法的。

目标:求这个最长合法子序列的长度。

样例

输入:(( ))输出:4

输入:([)]输出:2 (可以是()或者[],但不能交叉)


2. 算法分析

这道题是典型的区间DP模型中的“端点匹配型”。

状态定义

我们定义dp[i][j]表示:字符串S中,从下标i到j的区间内,最长合法子序列的长度

状态转移

对于区间[i, j],我们依然采用“最后一步”的思维来推导。想要得到[i, j]的最优解,有两种大的构成方式:

策略一:两端匹配 (包围结构)

如果区间两端的字符S[i]和S[j]恰好能配对(即()[]),那么它们有资格成为一对新的括号,包裹住中间的子序列。

dp[i][j] =

(注:前提是S[i]和S[j]必须匹配)

策略二:区间拼接 (并列结构)

无论两端是否匹配,最优解都有可能由两个独立的合法子序列拼凑而成。

我们枚举分割点k(),将大区间切分为[i, k]和[k+1, j]两部分:

dp[i][j] =

提示:这就解释了为什么代码中会有两层逻辑。第一层if处理“包围”,第二层for k处理“拼接”。这两种策略覆盖了所有合法括号序列的生成规则。


3. 完整代码

//括号序列 #include <iostream> #include <cstring>//对应memset using namespace std; char s[510]; int dp[510][510];//dp[i][j]代表s[i]-s[j]之间最长的合法子序列长度 int main(){ int n; cin>>n; memset(dp,0,sizeof(dp));//初始化dp为0 //读入字符串,下标从1开始 scanf("%s",s+1); //枚举区间长度 len代表区间长度 从小到大计算出所有所有区间的合法子序列长度,计算大区间必须先计算出小的 for(int len=2;len<=n;len++){ for(int i=1;i<=n-len+1;i++){//枚举:左端点i (确保 i+len-1不越界) int j=i+len-1;//右端点 //1尝试“包围结构”,判断s[i]和s[j]是否配对 if((s[i]=='('&&s[j]==')') ||(s[i]=='['&&s[j]==']')) //如果配对,长度=中间部分的长度 + 2 //这里的dp[i+1][j-1]已经在len-2的时候算过了 dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i+1][j-1]+2); //2尝试“拼接结构”,枚举分割点k,取最大值,这个循环同时也覆盖了“丢弃 s[i]”或“丢弃 s[j]”的情况 for(int k=i;k<j;k++){//分界线k dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i][k]+dp[k+1][j]); } } } cout<<dp[1][n]; return 0; }

4. 易错点与总结

  1. 子序列 vs 子串

    这道题求的是子序列,所以我们可以利用dp[i][k] + dp[k+1][j]来进行拼接。如果是求子串(必须连续),则不能简单相加,需要更复杂的逻辑判断(通常涉及栈或更严格的 DP 状态)。

  2. 为什么不需要专门处理“不选s[i]”的情况?

    有同学会问,为什么方程里没有写dp[i][j]=dp[i+1][j]

    其实,代码中的for(int k=i;k<j;k++)已经包含了这种情况。

    • 当k=i时,dp[i][i] + dp[i+1][j],因为dp[i][i](单个字符)必然为0,所以这就等价于dp[i+1][j]

    • 这个枚举k的循环很强大,它隐式地包含扔掉头和扔掉尾的决策。

  3. 循环顺序

    一定记得先枚举长度len,因为计算大区间dp[i][j]时,必须保证其内部的小区间(如dp[i+1][j-1])已经被计算过了。如果按i, j顺序枚举,可能会用到未更新的状态。

掌握了这道题,你就掌握了“括号区间 DP”的解题模板。以后遇到“括号匹配求最小添加数”之类的变种题,只需要把max改成min,逻辑是一样的。

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/4/13 6:42:01

智能论文辅助工具凭借改写功能和团队协作优势,成为高效学术研究的6款推荐工具之一

当前学术写作领域涌现出多款集成文本生成与查重降重功能的智能辅助工具&#xff0c;这些工具基于前沿的自然语言处理技术&#xff0c;能够协助完成论文框架构建、语言优化及原创度检测等任务&#xff0c;为学位论文和学术报告的撰写提供高效支持。需要明确的是&#xff0c;此类…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/10 21:29:37

用点积表示“夹角”

推导 1&#xff1a;用余弦定理&#xff08;最经典&#xff09;在平面或三维里&#xff0c;把向量 a,b 都从原点出发&#xff0c;考虑三角形的三条边&#xff1a;一条边长度&#xff1a;∥a∥另一条边长度&#xff1a;∥b∥第三条边是 a−b长度&#xff1a;∥a−b∥夹角就是 a 与…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/9 15:38:53

AI原生应用开发:如何利用自然语言处理提升用户体验?

AI原生应用开发&#xff1a;如何利用自然语言处理提升用户体验&#xff1f; 关键词&#xff1a;AI原生应用、自然语言处理&#xff08;NLP&#xff09;、用户体验&#xff08;UX&#xff09;、意图识别、情感分析、对话系统、多模态交互 摘要&#xff1a;在AI技术爆发的今天&am…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/13 22:20:18

200 分钟网课压缩到 10 分钟:Python+FFmpeg+大模型,帮我省下 95% 学习时间

摘要&#xff1a;在这个知识爆炸的时代&#xff0c;我们收藏了太多的视频教程&#xff0c;却往往止步于“收藏夹吃灰”。本文将手把手教你如何构建一个自动化视频知识提取系统。利用 Python 胶水语言的优势&#xff0c;结合 FFmpeg 的媒体处理能力、OpenAI Whisper 的语音识别模…

作者头像 李华