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最长回文序列
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问题:
给定一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串。你可以假设 s 的最大长度为 1000。
解决方法:
1.
生成一个 二维数组dp进行动态规划
动态规划
第 1 步:定义状态
dp[i][j] 表示子串 s[i, j] 是否为回文子串。
第 2 步:思考状态转移方程
这一步在做分类讨论(根据头尾字符是否相等),根据上面的分析得到:
dp[i][j] = (s[i] == s[j]) and dp[i + 1][j - 1]
分析这个状态转移方程:
(1)“动态规划”事实上是在填一张二维表格,i 和 j 的关系是 i <= j ,因此,只需要填这张表的上半部分;
(2)看到 dp[i + 1][j - 1] 就得考虑边界情况。
边界条件是:表达式 [i + 1, j - 1] 不构成区间,即长度严格小于 2,即 j - 1 - (i + 1) + 1 < 2 ,整理得 j - i < 3。
这个结论很显然:当子串 s[i, j] 的长度等于 2 或者等于 3 的时候,我其实只需要判断一下头尾两个字符是否相等就可以直接下结论了。
如果子串 s[i + 1, j - 1] 只有 1 个字符,即去掉两头,剩下中间部分只有 11 个字符,当然是回文;
如果子串 s[i + 1, j - 1] 为空串,那么子串 s[i, j] 一定是回文子串。
因此,在 s[i] == s[j] 成立和 j - i < 3 的前提下,直接可以下结论,dp[i][j] = true,否则才执行状态转移。
(这一段看晕的朋友,直接看代码吧。我写晕了,车轱辘话来回说。)
第 3 步:考虑初始化
初始化的时候,单个字符一定是回文串,因此把对角线先初始化为 1,即 dp[i][i] = 1 。
事实上,初始化的部分都可以省去。因为只有一个字符的时候一定是回文,dp[i][i] 根本不会被其它状态值所参考。
第 4 步:考虑输出
只要一得到 dp[i][j] = true,就记录子串的长度和起始位置,没有必要截取,因为截取字符串也要消耗性能,记录此时的回文子串的“起始位置”和“回文长度”即可。
第 5 步:考虑状态是否可以压缩
因为在填表的过程中,只参考了左下方的数值。事实上可以压缩,但会增加一些判断语句,增加代码编写和理解的难度,丢失可读性。在这里不做状态压缩。
下面是编码的时候要注意的事项:总是先得到小子串的回文判定,然后大子串才能参考小子串的判断结果。
code:
通过 5848 ms 22.3 MB Python3
class Solution:
def longestPalindrome(self, s: str) -> str:
size=len(s)
if size<2:
return s
dp=[[False for _ in range(size)] for _ in range(size)]
max_len=1
start=0
for i in range(size):
dp[i][i]=True
for j in range(1,size):
for i in range(0,j):
if s[i]==s[j]:
if j-i<3:
dp[i][j]=True
else:
dp[i][j]=dp[i+1][j-1]
if dp[i][j]:
cur_len=j-i+1
if cur_len>max_len:
max_len=cur_len
start=i
return s[start:start+max_len]
204 ms 186.6 MB Cpp
class Solution {
public:
string longestPalindrome(string s) {
int len=s.size();
if(len==0||len==1)
return s;
int start=0;//回文串起始位置
int max=1;//回文串最大长度
vector<vector<int>> dp(len,vector<int>(len));//定义二维动态数组
for(int i=0;i<len;i++)//初始化状态
{
dp[i][i]=1;
if(i<len-1&&s[i]==s[i+1])
{
dp[i][i+1]=1;
max=2;
start=i;
}
}
for(int l=3;l<=len;l++)//l表示检索的子串长度,等于3表示先检索长度为3的子串
{
for(int i=0;i+l-1<len;i++)
{
int j=l+i-1;//终止字符位置
if(s[i]==s[j]&&dp[i+1][j-1]==1)//状态转移
{
dp[i][j]=1;
start=i;
max=l;
}
}
}
return s.substr(start,max);//获取最长回文子串
}
};