最长回文子串问题详解

news2024/11/24 23:50:04

最长回文子串的问题描述:给出一个字符串S,求S的最长回文子串的长度。

针对这个问题,先看暴力解法:枚举子串的两个端点i和j,判断在[i,j]区间内的子串是否回文。从复杂度上来看,枚举端点需要O\left ( n^{2} \right ),判断回文需要O\left ( n \right ),因此时间复杂度是O\left ( n^{3} \right )。时间复杂度依旧很高。

接下来来看动态规划的方法,使用动态规划可以达到更优的O\left ( n^{2} \right )复杂度,而最长回文子串有很多种使用动态规划的方法,这里介绍其中最容易理解的一种。

令dp[i][j]表示S[i]至S[j]所表示的子串是否是回文子串,是则为1,不是为0。这样根据S[i]是否等于S[j],可以把转移情况分为两类:

(1)若S[i]==S[j],那么只要S[i+1]至S[j-1]是回文子串,S[i]至S[j]就是回文子串;如果S[i+1]至S[j-1]不是回文子串,则S[i]至S[j]也不是回文子串。

(2)若S[i]!=S[j],那么S[i]至S[j]一定不是回文子串。

由此可以写出状态转移方程:

dp[i][j]=dp[i+1][j-1],S[i]==S[j]

dp[i][j]=0,S[i]!=S[j] 

边界:dp[i][i]=1,dp[i][i+1]=(S[i]==S[i+1])?1:0.

到这里还有一个问题没有解决,那就是如果按照i和j从小到大的顺序来枚举子串的两个端点,然后更新dp[i][j],会无法保证dp[i+1][j-1]已经计算过,从而无法得到正确的dp[i][j]。

事实上,无论对i和j的枚举顺序如何调整,都无法调和这个矛盾,因此必须想办法寻找新的枚举方式。

根据递推写法从边界出发的原理,注意到边界表示的是长度为1和2的子串,且每次转移时都对子串的长度减1,因此不妨考虑按子串的长度和子串的初始位置进行枚举,即第一遍将长度为3的子串的dp值全部求出,第二遍通过第一遍结果计算出长度为4的子串的dp值…这样就可以避免状态无法转移的问题。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn=1010;
char S[maxn];
int dp[maxn][maxn];
int main(){
	gets(S);
	int len=strlen(S),ans=1;
	memset(dp,0,sizeof(dp));
	for(int i=0;i<len;i++){
		dp[i][i]=1;
		if(i<len-1){
			if(S[i]==S[i+1]){
				dp[i][i+1]=1;
				ans=2;
			}
		}
	}
	for(int L=3;L<=len;L++){
		for(int i=0;i+L-1<len;i++){
			int j=i+L-1;//子串的右端点
			if(S[i]==S[j]&&dp[i+1][j-1]==1){
				dp[i][j]=1;
				ans=L;
			} 
		}
	}
	cout<<ans<<endl;
	return 0;
}

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