{ }codelper
動的計画法P0153

字幕を直す最も安い方法

間違って入力された字幕の文字列 A を、正しい文字列 B に直したい。
直す作業は三種類あり、一回するたびに費用がかかる。
挿入:文字を一つ好きな位置に入れる。
費用は I である。
削除:文字を一つ消す。
費用は D である。
置換:文字を一つ別の文字に変える。
費用は R である。
三種類の作業を好きな順に何回でも行って A を B とまったく同じにするとき、かかる費用の合計の最小値を出力せよ。
A と B が初めから同じなら 0 を出力する。

入力
一行目に I、D、R が空白区切りで与えられる。
二行目に A、三行目に B が与えられる。
A と B は英小文字だけからなる文字列である。
1 ≤ I, D, R ≤ 1,000、1 ≤ A と B の長さ ≤ 1,000
出力
費用の合計の最小値
例 1 · stdin
1 1 5
abcd
abxd
stdout
2
例 2 · stdin
3 2 4
banana
bandana
stdout
3
main.py
入力(stdin)

実行すると、これらの行が順に input()・標準入力に渡されます(実行中に入力を求めません)。

$ 準備完了

コードを入力して解くにはパソコンで開いてください。モバイルでは問題と解答を見られます。

ほかの言語では?言語別の解答を見る · 8 言語の解答

表 dp[i][j] =「A の先頭 i 文字を B の先頭 j 文字にする最小の費用」で解く動的計画法です。
最後の文字を見ると道は三つだけです:同じならそのまま(dp[i-1][j-1])、違えば置換(dp[i-1][j-1] + R)、A の i 文字目を削除(dp[i-1][j] + D)、B の j 文字目を挿入(dp[i][j-1] + I)のうち最小のもの。
一つ目の例のように R が大きいと、置換せずに削除して挿入する方(1 + 1 = 2)が安くなります — 最小を選ぶので自然に処理されます。
一つのマスはすぐ上の行と今の行しか見ないので、二行だけ持ち歩けば足ります(1,001 × 1,001 マスの表の代わりに 1,001 マスを二つ)。
落とし穴その一:挿入と削除を逆に書くと I ≠ D のとき間違えます — B にある文字を新しく書く方(j が一つ減る方)が挿入です。
落とし穴その二:最初の行と列は文字数ではなく j * I(空文字列にすべて挿入)と i * D(すべて削除)です — 費用 1 の普通の編集距離だけを考えて j、i を書くと間違えます。
落とし穴その三:一行だけに上書きすると row[j-1] がもう今の行の値なので、左上(対角)の値を失います — 二行を使うか、対角の値を別に残します。
二行の入れ替え方は言語ごとに違います:C はポインター二つを入れ替え、C++ の std::swap(prev, cur) はベクターの中身だけを入れ替えるのでコピーがなく、Java は配列の参照を、C# はタプル (prev, cur) = (cur, prev) で入れ替えます。
Python・JavaScript・TypeScript・Craykon は行ごとに新しいリストを作り prev = cur で引き継ぎます(Craykon 新リスト(b.長さ + 1, 0))。
文字の読み方も違います:Python・JavaScript・TypeScript・C# は a[i - 1]、Java は a.charAt(i - 1)、C は scanf("%1001s", a) のように幅を決めて配列に受け取り、Craykon は コンソール.行読み().空白除去() で受け取った文字列の a[i - 1] が一文字の文字列なので == で比べます。
費用は最大 1,000 × 1,000 × 2 = 200 万なので、どの言語でも int で足ります。

Pythonmain.py · 16 行
import sys lines = sys.stdin.read().split()ins, dele, rep = int(lines[0]), int(lines[1]), int(lines[2])a, b = lines[3], lines[4] # prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(한 줄만 들고 간다)prev = [j * ins for j in range(len(b) + 1)]  # 빈 문자열에서 b의 앞 j글자: 모두 넣기for i in range(1, len(a) + 1):    cur = [i * dele] + [0] * len(b)  # a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기    for j in range(1, len(b) + 1):        keep = prev[j - 1] + (0 if a[i - 1] == b[j - 1] else rep)  # 그대로 두거나 바꾸기        cur[j] = min(keep, prev[j] + dele, cur[j - 1] + ins)  # a[i-1] 빼기, b[j-1] 넣기    prev = cur print(prev[len(b)])
JavaScriptmain.js · 15 行
const [ins, del, rep, a, b] = require("fs").readFileSync(0, "utf8").trim().split(/\s+/);const I = Number(ins), D = Number(del), R = Number(rep); // prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(한 줄만 들고 간다)let prev = Array.from({ length: b.length + 1 }, (_, j) => j * I); // 빈 문자열에서: 모두 넣기for (let i = 1; i <= a.length; i++) {  const cur = new Array(b.length + 1);  cur[0] = i * D; // a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기  for (let j = 1; j <= b.length; j++) {    const keep = prev[j - 1] + (a[i - 1] === b[j - 1] ? 0 : R); // 그대로 두거나 바꾸기    cur[j] = Math.min(keep, prev[j] + D, cur[j - 1] + I); // a[i-1] 빼기, b[j-1] 넣기  }  prev = cur;}console.log(prev[b.length]);
TypeScriptmain.ts · 17 行
import { readFileSync } from "node:fs"; const [ins, del, rep, a, b] = readFileSync(0, "utf8").trim().split(/\s+/);const I = Number(ins), D = Number(del), R = Number(rep); // prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(한 줄만 들고 간다)let prev: number[] = Array.from({ length: b.length + 1 }, (_, j) => j * I); // 빈 문자열에서: 모두 넣기for (let i = 1; i <= a.length; i++) {  const cur: number[] = new Array<number>(b.length + 1);  cur[0] = i * D; // a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기  for (let j = 1; j <= b.length; j++) {    const keep = prev[j - 1] + (a[i - 1] === b[j - 1] ? 0 : R); // 그대로 두거나 바꾸기    cur[j] = Math.min(keep, prev[j] + D, cur[j - 1] + I); // a[i-1] 빼기, b[j-1] 넣기  }  prev = cur;}console.log(prev[b.length]);
JavaMain.java · 32 行
import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.util.StringTokenizer; public class Main {    public static void main(String[] args) throws IOException {        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));        StringTokenizer st = new StringTokenizer(in.readLine());        int ins = Integer.parseInt(st.nextToken());        int del = Integer.parseInt(st.nextToken());        int rep = Integer.parseInt(st.nextToken());        String a = in.readLine().trim();        String b = in.readLine().trim();         // prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(두 줄만 번갈아 쓴다)        int[] prev = new int[b.length() + 1];        int[] cur = new int[b.length() + 1];        for (int j = 0; j <= b.length(); j++) prev[j] = j * ins; // 빈 문자열에서: 모두 넣기        for (int i = 1; i <= a.length(); i++) {            cur[0] = i * del; // a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기            for (int j = 1; j <= b.length(); j++) {                int keep = prev[j - 1] + (a.charAt(i - 1) == b.charAt(j - 1) ? 0 : rep); // 그대로 두거나 바꾸기                cur[j] = Math.min(keep, Math.min(prev[j] + del, cur[j - 1] + ins)); // 빼기, 넣기            }            int[] t = prev; // 두 줄을 맞바꾼다(새로 만들지 않는다)            prev = cur;            cur = t;        }        System.out.println(prev[b.length()]);    }}
C#Main.cs · 28 行
using System; class Program{    static void Main()    {        string[] c = Console.ReadLine().Split(' ', StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);        int ins = int.Parse(c[0]), del = int.Parse(c[1]), rep = int.Parse(c[2]);        string a = Console.ReadLine().Trim();        string b = Console.ReadLine().Trim();         // prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(두 줄만 번갈아 쓴다)        var prev = new int[b.Length + 1];        var cur = new int[b.Length + 1];        for (int j = 0; j <= b.Length; j++) prev[j] = j * ins; // 빈 문자열에서: 모두 넣기        for (int i = 1; i <= a.Length; i++)        {            cur[0] = i * del; // a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기            for (int j = 1; j <= b.Length; j++)            {                int keep = prev[j - 1] + (a[i - 1] == b[j - 1] ? 0 : rep); // 그대로 두거나 바꾸기                cur[j] = Math.Min(keep, Math.Min(prev[j] + del, cur[j - 1] + ins)); // 빼기, 넣기            }            (prev, cur) = (cur, prev); // 두 줄을 맞바꾼다(새로 만들지 않는다)        }        Console.WriteLine(prev[b.Length]);    }}
C++main.cpp · 23 行
#include <algorithm>#include <iostream>#include <string>#include <vector> int main() {    int ins, del, rep;    std::string a, b;    std::cin >> ins >> del >> rep >> a >> b;     // prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(두 줄만 번갈아 쓴다)    std::vector<int> prev(b.size() + 1), cur(b.size() + 1);    for (size_t j = 0; j <= b.size(); j++) prev[j] = static_cast<int>(j) * ins; // 빈 문자열에서: 모두 넣기    for (size_t i = 1; i <= a.size(); i++) {        cur[0] = static_cast<int>(i) * del; // a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기        for (size_t j = 1; j <= b.size(); j++) {            int keep = prev[j - 1] + (a[i - 1] == b[j - 1] ? 0 : rep); // 그대로 두거나 바꾸기            cur[j] = std::min({keep, prev[j] + del, cur[j - 1] + ins}); // 빼기, 넣기        }        std::swap(prev, cur); // 벡터 속만 맞바꾼다(복사하지 않는다)    }    std::cout << prev[b.size()] << "\n";}
Cmain.c · 36 行
#include <stdio.h>#include <string.h> #define MAXL 1000 static char a[MAXL + 2], b[MAXL + 2];static int row0[MAXL + 1], row1[MAXL + 1]; static int min3(int x, int y, int z) {    int m = x < y ? x : y;    return m < z ? m : z;} int main(void) {    int ins, del, rep;    scanf("%d %d %d", &ins, &del, &rep);    scanf("%1001s %1001s", a, b);    int n = (int)strlen(a), m = (int)strlen(b);     /* prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(두 줄만 번갈아 쓴다) */    int* prev = row0;    int* cur = row1;    for (int j = 0; j <= m; j++) prev[j] = j * ins; /* 빈 문자열에서: 모두 넣기 */    for (int i = 1; i <= n; i++) {        cur[0] = i * del; /* a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기 */        for (int j = 1; j <= m; j++) {            int keep = prev[j - 1] + (a[i - 1] == b[j - 1] ? 0 : rep); /* 그대로 두거나 바꾸기 */            cur[j] = min3(keep, prev[j] + del, cur[j - 1] + ins);     /* 빼기, 넣기 */        }        int* t = prev; /* 포인터만 맞바꾼다 */        prev = cur;        cur = t;    }    printf("%d\n", prev[m]);    return 0;}
Craykonmain.cray · 29 行
비용 = コンソール.数読み();ins = 비용[0];del = 비용[1];rep = 비용[2];a = コンソール.行読み().空白除去();b = コンソール.行読み().空白除去(); // prev[j] = a의 앞 i-1글자를 b의 앞 j글자로 바꾸는 가장 적은 비용(한 줄만 들고 간다)prev = [];繰り返す (j = 0; j <= b.長さ; j++){    prev.追加(j * ins); // 빈 문자열에서 b의 앞 j글자: 모두 넣기}繰り返す (i = 1; i <= a.長さ; i++){    cur = 新リスト(b.長さ + 1, 0);    cur[0] = i * del; // a의 앞 i글자에서 빈 문자열: 모두 빼기    繰り返す (j = 1; j <= b.長さ; j++)    {        keep = prev[j - 1] + rep; // 다른 글자로 바꾸기        もし (a[i - 1] == b[j - 1])        {            keep = prev[j - 1]; // 같은 글자는 그대로 둔다        }        cur[j] = 数学.小さい方(keep, 数学.小さい方(prev[j] + del, cur[j - 1] + ins)); // 빼기, 넣기    }    prev = cur;}コンソール.書く(prev[b.長さ]);