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docs: add Japanese translate documents (#1812)
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Ikko Eltociear Ashimine
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139
ja/codes/java/chapter_dynamic_programming/edit_distance.java
Normal file
139
ja/codes/java/chapter_dynamic_programming/edit_distance.java
Normal file
@ -0,0 +1,139 @@
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/**
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* File: edit_distance.java
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* Created Time: 2023-07-13
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* Author: krahets (krahets@163.com)
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*/
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package chapter_dynamic_programming;
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import java.util.Arrays;
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public class edit_distance {
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/* 編集距離：ブルートフォース探索 */
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static int editDistanceDFS(String s, String t, int i, int j) {
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// s と t の両方が空の場合、0 を返す
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if (i == 0 && j == 0)
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return 0;
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// s が空の場合、t の長さを返す
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if (i == 0)
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return j;
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||||
// t が空の場合、s の長さを返す
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||||
if (j == 0)
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||||
return i;
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||||
// 2つの文字が等しい場合、これら2つの文字をスキップ
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||||
if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1))
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return editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
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||||
// 最小編集数 = 3つの操作（挿入、削除、置換）からの最小編集数 + 1
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||||
int insert = editDistanceDFS(s, t, i, j - 1);
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||||
int delete = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j);
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||||
int replace = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
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||||
// 最小編集数を返す
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return Math.min(Math.min(insert, delete), replace) + 1;
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||||
}
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||||
/* 編集距離：メモ化探索 */
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||||
static int editDistanceDFSMem(String s, String t, int[][] mem, int i, int j) {
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||||
// s と t の両方が空の場合、0 を返す
|
||||
if (i == 0 && j == 0)
|
||||
return 0;
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||||
// s が空の場合、t の長さを返す
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||||
if (i == 0)
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||||
return j;
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||||
// t が空の場合、s の長さを返す
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||||
if (j == 0)
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return i;
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||||
// 記録がある場合、それを返す
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if (mem[i][j] != -1)
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||||
return mem[i][j];
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||||
// 2つの文字が等しい場合、これら2つの文字をスキップ
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||||
if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1))
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||||
return editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
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||||
// 最小編集数 = 3つの操作（挿入、削除、置換）からの最小編集数 + 1
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||||
int insert = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j - 1);
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||||
int delete = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j);
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||||
int replace = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
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||||
// 最小編集数を記録して返す
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||||
mem[i][j] = Math.min(Math.min(insert, delete), replace) + 1;
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return mem[i][j];
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}
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/* 編集距離：動的プログラミング */
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static int editDistanceDP(String s, String t) {
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int n = s.length(), m = t.length();
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||||
int[][] dp = new int[n + 1][m + 1];
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||||
// 状態遷移：最初の行と最初の列
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||||
for (int i = 1; i <= n; i++) {
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||||
dp[i][0] = i;
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}
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for (int j = 1; j <= m; j++) {
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||||
dp[0][j] = j;
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}
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||||
// 状態遷移：残りの行と列
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||||
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
||||
for (int j = 1; j <= m; j++) {
|
||||
if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
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||||
// 2つの文字が等しい場合、これら2つの文字をスキップ
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||||
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
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} else {
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||||
// 最小編集数 = 3つの操作（挿入、削除、置換）からの最小編集数 + 1
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||||
dp[i][j] = Math.min(Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
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}
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||||
}
|
||||
}
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||||
return dp[n][m];
|
||||
}
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/* 編集距離：空間最適化動的プログラミング */
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static int editDistanceDPComp(String s, String t) {
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int n = s.length(), m = t.length();
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int[] dp = new int[m + 1];
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// 状態遷移：最初の行
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for (int j = 1; j <= m; j++) {
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dp[j] = j;
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}
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||||
// 状態遷移：残りの行
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||||
for (int i = 1; i <= n; i++) {
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// 状態遷移：最初の列
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int leftup = dp[0]; // dp[i-1, j-1] を一時的に格納
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dp[0] = i;
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||||
// 状態遷移：残りの列
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||||
for (int j = 1; j <= m; j++) {
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int temp = dp[j];
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||||
if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
|
||||
// 2つの文字が等しい場合、これら2つの文字をスキップ
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||||
dp[j] = leftup;
|
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} else {
|
||||
// 最小編集数 = 3つの操作（挿入、削除、置換）からの最小編集数 + 1
|
||||
dp[j] = Math.min(Math.min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
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}
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||||
leftup = temp; // 次のラウンドの dp[i-1, j-1] のために更新
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}
|
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}
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||||
return dp[m];
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}
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public static void main(String[] args) {
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String s = "bag";
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String t = "pack";
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int n = s.length(), m = t.length();
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// ブルートフォース探索
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int res = editDistanceDFS(s, t, n, m);
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System.out.println(s + " を " + t + " に変更するには最低 " + res + " 回の編集が必要です");
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// メモ化探索
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int[][] mem = new int[n + 1][m + 1];
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for (int[] row : mem)
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Arrays.fill(row, -1);
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res = editDistanceDFSMem(s, t, mem, n, m);
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System.out.println(s + " を " + t + " に変更するには最低 " + res + " 回の編集が必要です");
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||||
// 動的プログラミング
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res = editDistanceDP(s, t);
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||||
System.out.println(s + " を " + t + " に変更するには最低 " + res + " 回の編集が必要です");
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||||
|
||||
// 空間最適化動的プログラミング
|
||||
res = editDistanceDPComp(s, t);
|
||||
System.out.println(s + " を " + t + " に変更するには最低 " + res + " 回の編集が必要です");
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||||
}
|
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}
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