25 - 回文串问题

news2024/12/23 23:43:26

文章目录

    • 1. 回文子串
      • 法一:动态规划
      • 法二:双指针法
    • 2. 最长回文子串
      • 方法一:动态规划法
      • 方法二:双指针法
    • 3. 最长回文子序列

1. 回文子串

在这里插入图片描述

法一:动态规划

递推公式
s[i] != s[j],那没啥好说的了,dp[i][j]一定是0。

s[i]==s[j],这就复杂一些了,有如下三种情况

  • 下标i==j,同一个字符例如a,当然是回文子串
  • 下标j - i==1,例如aa,也是回文子串
  • 下标:i 与 j相差大于1的时候,例如cabac,此时s[i]与s[j]已经相同了,我们看i到j区间是不是回文子串就看aba是不是回文就可以了,那么aba的区间就是 i+1 与 j-1区间,这个区间是不是回文就看dp[i + 1][j - 1]是否为1
class Solution {
public:
    int countSubstrings(string s){
        int result = 0;
        vector<vector<int>> dp(s.size(), vector<int>(s.size(), 0));
        for(int i = s.size() - 1; i >= 0; --i){
            for(int j = i; j < s.size(); ++j){
                if(s[i] == s[j] && (j - i <= 1 || dp[i + 1][j - 1])){
                    dp[i][j] = 1;
                    result++;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

时间复杂度O(n^2),空间复杂度O(n^2)

法二:双指针法

首先确定回文串,就是找中心然后向两边扩散看是不是对称的就可以了。

在遍历中心点的时候,要注意中心点有两种情况:

  • 一个元素可以作为中心点
  • 两个元素也可以作为中心点。

那么有人同学问了,三个元素还可以做中心点呢。其实三个元素就可以由一个元素左右添加元素得到,四个元素则可以由两个元素左右添加元素得到。

class Solution {
public:
    int result = 0;
    int countSubstrings(string s) {
        for(int i = 0; i < s.size(); ++i){
            extend(s, i, i);
            extend(s, i, i + 1);
        }
        return result;
    }
    void extend(string s, int i, int j){
        while(i >= 0 && j < s.size() && s[i] == s[j]){
            result++;
            i--;
            j++;
        }
    }
};

时间复杂度O(n^2),空间复杂度O(1)

2. 最长回文子串

在这里插入图片描述
其实和求回文子串思路一样可以采用两种方法,只不过加判断条件而已

方法一:动态规划法

class Solution {
public:
    string longestPalindrome(string s) {
        string result;
        if(s.size() < 1) return result;
        vector<vector<int>> dp(s.size(), vector<int>(s.size(), 0));
        int b = 0;
        int e = 0;
        for(int i = s.size() - 1; i >= 0; --i){
            for(int j = i; j < s.size(); ++j){
                if(s[i] == s[j] && (j - i <= 1 || dp[i + 1][j - 1])){
                    dp[i][j] = 1;
                    if(j - i > e - b){
                        b = i;
                        e = j;
                    }
                }
            }
        }
        return s.substr(b, e - b + 1);
    }
};

方法二:双指针法

class Solution {
public:
    string longestPalindrome(string s) {
        int b = 0;
        int e = 0;
        for(int i = 0; i < s.size(); ++i){
            auto [left1, right1] = extend(s, i, i);
            auto [left2, right2] = extend(s, i, i + 1);
            if(right1 - left1 > e - b){
                b = left1;
                e = right1;
            }
            if(right2 - left2 > e - b){
                b = left2;
                e = right2;
            }
        }
        return s.substr(b, e - b + 1);
    }
    pair<int, int> extend(string s, int i, int j){
        while(i >= 0 && j < s.size() && s[i] == s[j]){
            i--;
            j++;
        }
        return {i + 1, j - 1};
    }
};

3. 最长回文子序列

在这里插入图片描述

确认递推公式

  • s[i]==s[j],那么dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
  • s[i]!=s[j],那么说明s[i]和s[j]的同时加入并不能增加[i,j]区间回文子串的长度,那么分别加入s[i]、s[j]看看哪一个可以组成最长的回文子序列。加入s[j]的回文子序列长度为dp[i + 1][j],加入s[i]的回文子序列长度为dp[i][j - 1]。那么dp[i][j]一定是取最大的,即:dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
class Solution {
public:
    int longestPalindromeSubseq(string s) {
        vector<vector<int>> dp(s.size(), vector<int>(s.size(), 0));
        for(int i = 0; i < s.size(); ++i) dp[i][i] = 1;
        for(int i = s.size() - 1; i >= 0; --i){
            for(int j = i + 1; j < s.size(); ++j){
                if(s[i] == s[j]){
                    dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
                }
                else{
                    dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
                }
            }
        }
        return dp[0][s.size() - 1];
    }
};

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