算法基本原理:假設咱們可使用d[ i , j ]個步驟(可使用一個二維數組保存這個值),表示將串s[ 1…i ] 轉換爲 串t [ 1…j ]所須要的最少步驟個數,那麼,在最基本的狀況下,即在i等於0時,也就是說串s爲空,那麼對應的d[0,j] 就是 增長j個字符,使得s轉化爲t,在j等於0時,也就是說串t爲空,那麼對應的d[i,0] 就是 減小 i個字符,使得s轉化爲t。算法
而後咱們考慮通常狀況,加一點動態規劃的想法,咱們要想獲得將s[1..i]通過最少次數的增長,刪除,或者替換操做就轉變爲t[1..j],那麼咱們就必須在以前能夠以最少次數的增長,刪除,或者替換操做,使得如今串s和串t只須要再作一次操做或者不作就能夠完成s[1..i]到t[1..j]的轉換。所謂的「以前」分爲下面三種狀況:數組
1)咱們能夠在k個操做內將 s[1…i] 轉換爲 t[1…j-1]spa
2)咱們能夠在k個操做裏面將s[1..i-1]轉換爲t[1..j]code
3)咱們能夠在k個步驟裏面將 s[1…i-1] 轉換爲 t [1…j-1]blog
針對第1種狀況,咱們只須要在最後將 t[j] 加上s[1..i]就完成了匹配,這樣總共就須要k+1個操做。ci
針對第2種狀況,咱們只須要在最後將s[i]移除,而後再作這k個操做,因此總共須要k+1個操做。字符串
針對第3種狀況,咱們只須要在最後將s[i]替換爲 t[j],使得知足s[1..i] == t[1..j],這樣總共也須要k+1個操做。而若是在第3種狀況下,s[i]恰好等於t[j],那咱們就能夠僅僅使用k個操做就完成這個過程。get
最後,爲了保證獲得的操做次數老是最少的,咱們能夠從上面三種狀況中選擇消耗最少的一種最爲將s[1..i]轉換爲t[1..j]所須要的最小操做次數。string
算法基本步驟: it
(1)構造 行數爲m+1 列數爲 n+1 的矩陣 , 用來保存完成某個轉換須要執行的操做的次數,將串s[1..n] 轉換到 串t[1…m] 所須要執行的操做次數爲matrix[n][m]的值;
(2)初始化matrix第一行爲0到n,第一列爲0到m。
Matrix[0][j]表示第1行第j-1列的值,這個值表示將串s[1…0]轉換爲t[1..j]所須要執行的操做的次數,很顯然將一個空串轉換爲一個長度爲j的串,只須要j次的add操做,因此matrix[0][j]的值應該是j,其餘值以此類推。
(3)檢查每一個從1到n的s[i]字符;
(4)檢查每一個從1到m的s[i]字符;
(5)將串s和串t的每個字符進行兩兩比較,若是相等,則讓cost爲0,若是不等,則讓cost爲1(這個cost後面會用到);
(6)a、若是咱們能夠在k個操做裏面將s[1..i-1]轉換爲t[1..j],那麼咱們就能夠將s[i]移除,而後再作這k個操做,因此總共須要k+1個操做。
b、若是咱們能夠在k個操做內將 s[1…i] 轉換爲 t[1…j-1] ,也就是說d[i,j-1]=k,那麼咱們就能夠將 t[j] 加上s[1..i],這樣總共就須要k+1個操做。
c、若是咱們能夠在k個步驟裏面將 s[1…i-1] 轉換爲 t [1…j-1],那麼咱們就能夠將s[i]轉換爲 t[j],使得知足s[1..i] == t[1..j],這樣總共也須要k+1個操做。(這裏加上cost,是由於若是s[i]恰好等於t[j],那麼就不須要再作替換操做,便可知足,若是不等,則須要再作一次替換操做,那麼就須要k+1次操做)
由於咱們要取得最小操做的個數,因此咱們最後還須要將這三種狀況的操做個數進行比較,取最小值做爲d[i,j]的值;
d、而後重複執行3,4,5,6,最後的結果就在d[n,m]中;
圖解:
圖解過程以下:
step 1:初始化以下矩陣
step 2:從源串的第一個字符(「j」)開始,從上至下與目標串進行對比
若是兩個字符相等,則在今後位置的左,上,左上三個位置中取出最小的值;若不等,則在今後位置的左,上,左上三個位置中取出最小的值再加上1;
第一次,源串第一個字符「j」 與目標串的「j」對比,左,上,左上三個位置中取出最小的值0,由於兩字符相等,因此加上0;接着,依次對比「j」→「e」,「j」→「r」,「j」→「r」,,「j」→「y」 到掃描完目標串。
step 3:遍歷整個源串與目標串對比:
step 4:掃描完最後一列,則最後一個爲最短編輯距離:
求出編輯距離,那麼兩個字符串的類似度 Similarity = (Max(x,y) - Levenshtein)/Max(x,y),其中 x,y 爲源串和目標串的長度。
核心代碼以下:
public class LevenshteinDistance { private static LevenshteinDistance _instance = null; public static LevenshteinDistance Instance { get { if (_instance == null) { return new LevenshteinDistance(); } return _instance; } } public int LowerOfThree(int first, int second, int third) { int min = first; if (second < min) min = second; if (third < min) min = third; return min; } public int Compare_Distance(string str1, string str2) { int[,] Matrix; int n = str1.Length; int m = str2.Length; int temp = 0; char ch1; char ch2; int i = 0; int j = 0; if (n == 0) { return m; } if (m == 0) { return n; } Matrix = new int[n + 1, m + 1]; for (i = 0; i <= n; i++) { Matrix[i, 0] = i; } for (j = 0; j <= m; j++) { Matrix[0, j] = j; } for (i = 1; i <= n; i++) { ch1 = str1[i - 1]; for (j = 1; j <= m; j++) { ch2 = str2[j - 1]; if (ch1.Equals(ch2)) { temp = 0; } else { temp = 1; } Matrix[i, j] = LowerOfThree(Matrix[i - 1, j] + 1, Matrix[i, j - 1] + 1, Matrix[i - 1, j - 1] + temp); } } return Matrix[n, m]; } public decimal LevenshteinDistancePercent(string str1, string str2) { int maxLenth = str1.Length > str2.Length ? str1.Length : str2.Length; int val = Compare_Distance(str1, str2); return 1 - (decimal)val / maxLenth; } }