#include<iostream>
#include<stack>
#include<stdlib.h>
using namespace std;

stack<char> s;//当前搜索路径的LCS
stack<char> lcs[100];//所有的LCS

int count=0;//记录LCS的数量

bool lcs_have_exist(stack<char> lcs[],int count,stack<char> s)
{//判断当前搜索的LCS是否已存在于 stack_lcs[MAX]
	int i;
	bool exist=false;
	for (i=0;i<count;i++)
	{
		if(lcs[i]==s)
		{
         exist=true;
		 break;
		}
	}
	return exist;
}



void clear_stack(stack<char> &s)
{
	while(!s.empty())
	{
		s.pop();
	}
}

void out_stack()//输出栈s内容
{
	stack<char> copy=s;
	cout<<count+1<<":";
	while(!copy.empty())
	{   
		cout<<copy.top()<<" ";
		copy.pop();
	}
}


void ALL_LCS(char X[],int b[][100],int i,int j)
{
	if(i==0||j==0)//当前搜索路径走到尽头
	{   
		if(!lcs_have_exist(lcs,count,s))//若当前搜索的LCS是新的LCS，则保存且输出
		{
			out_stack();
			cout<<endl;
			lcs[count]=s;
			count++;//增加一个LCS
			
		}
		
	}
	else if(i>0&&j>0)
	{
		if(b[i][j]==3)//沿着对角线向上走
		{
			s.push(X[i]);
			ALL_LCS(X,b,i-1,j-1);
			s.pop();
		}
		else if(b[i][j]==1)//水平向左走
		{
		    ALL_LCS(X,b,i,j-1);
		}
	    else if(b[i][j]==2)//垂直向上走
		{
            ALL_LCS(X,b,i-1,j);
		}
	    else if(b[i][j]==4)//先向左走，再向右
		{
	    	ALL_LCS(X,b,i,j-1);
			ALL_LCS(X,b,i-1,j);
		}
	}
}



void LCS(char dna1[],char dna2[],int m,int n,int b[][100],int tag[][100])
{//生成矩阵tag[m][n],b[m][n]作为逆推的记录
	int i,j,k;
	for(k=0;k<=m;k++)
		 tag[k][0]=0;//初始化矩阵
	 for( k=0;k<=n;k++)
		 tag[0][k]=0;
	for(i=1;i<=m;i++)
		for(j=1;j<=n;j++)
		{
			if(dna1[i]==dna2[j])
			{
				tag[i][j]=tag[i-1][j-1]+1;
				b[i][j]=3;//"↖"
			}
			else if(tag[i][j-1]<tag[i-1][j])
			{
                tag[i][j]=tag[i-1][j];
				b[i][j]=2;//"↑" 
			}
			else if(tag[i][j-1]>tag[i-1][j])
			{  
				tag[i][j]=tag[i][j-1];
				b[i][j]=1;//"←"
			}
			else
			{
				tag[i][j]=tag[i][j-1];
				b[i][j]=4;//"←↑"
			}
		}
		for(i=0;i<=m;i++)
		{
	    	cout<<endl;
		    for(j=0;j<=n;j++)
			{
		    	cout<<tag[i][j]<<" ";
			}
		}
}

int main()
{
     const int max=100;//dna序列最大个数
     char dna1[max];
	 char dna2[max];//定义dna
	 int tag[max][max];//定义矩阵
	 int b[max][max];//记录轨迹
	 int i=1;
	 int j=1;
	 int k=0;
     cout<<"请依次输入要比较的DNA序列(‘#’结束)："<<endl;
	 cout<<"DNA1:";
	 cin>>dna1[i];
	 while(dna1[i]!='#')
	 {
		  i++;
	      cin>>dna1[i];
	 }
	 cout<<"DNA2:";
	 cin>>dna2[j];
	  while(dna2[j]!='#')
	 {
		  j++;
	      cin>>dna2[j];
	 }
	 cout<<endl;
     cout<<"DNA1的序列：";
	 for(k=1;k<i;k++)
	 {
	     cout<<dna1[k]<<"  ";//输入需要比较的DNA序列
	 }
	 cout<<endl;
	 cout<<"DNA2的序列：";
	 for( k=1;k<j;k++)
	 {
	     cout<<dna2[k]<<"  ";
	 }
	 cout<<endl;
    i--;
	j--;//剔除#号

	LCS(dna1,dna2,i,j,b,tag);

    cout<<endl;
	cout<<"最长子序列:"<<endl;	
	ALL_LCS(dna1,b,i,j);
	cout<<endl;	
	return 0;
}