(java)求最長迴文子串
一開始看到這個題目的時候,我就想到了第一種思路:
(1)從頭遍歷每個字元,從該字元向兩邊擴充套件,直到字串最長界限或者兩邊擴充套件的字元不相等為止,記錄每個字元搜尋的長度,並且找最大的即為最長迴文子串個數。演算法優化的地方(當一個字元的擴充套件長度為整個字串長度時候,停止搜尋,列印就行,當然這只是一個小小的改進,因為我看到有那種500個字元都是一樣的資料)
AC程式碼如下:
(2)後來看到一個演算法Manacher演算法,據說是O(N)的,看了看人家的部落格,大致寫的最容易理解的是下面:public String longestPalindrome(String s) { StringBuilder r=new StringBuilder(); int maxcount=1; int id=0; StringBuilder ss=new StringBuilder(); ss.append('#'); for(int i=0;i<s.length();i++){ ss.append(s.charAt(i)); ss.append('#'); } for(int i=1;i<ss.length()-1;i++){ int tempcount=1; int j=i-1; int k=i+1; while(j>=0 && k<ss.length() && ss.charAt(j)==ss.charAt(k)){ tempcount++; j--; k++; } if(tempcount>maxcount){ maxcount=tempcount; id=i; if(id-maxcount+1==0 && id+maxcount==ss.length()){ break; } } } String tempr=ss.substring(id-maxcount+1,id+maxcount); for(int i=1;i<tempr.length();i=i+2){ r.append(tempr.charAt(i)); } return r.toString(); }
(當然為了統一奇偶數,我們考慮了中間插入一個字元,這個上面也是用到了),預設下面就是用到了插入字元的情況。
我們需要一個輔助陣列rad[],用rad[i]表示第i個字元的迴文半徑,rad[i]的最小值為1,即只有一個字元的情況,現在問題轉變成如何求出rad陣列。
假設現在求出了rad[1, ..., i],現在要求後面的rad值,再假設現在有個指標k,從1迴圈到rad[i],試圖通過某些手段來求出[i + 1, i + rad[i] - 1]的rad值,其分析如下:
如圖1所示,黑色的部分是一個迴文子串,兩段紅色的區間對稱相等。因為之前已經求出了rad[i - k],所以可以避免一些重複的查詢和判斷,有3種情況:
① rad[i] - k < rad[i - k]
如上圖,rad[i - k]的範圍為青色。因為黑色的部分是迴文的,且青色的部分超過了黑色的部分,所以rad[i + k]肯定至少為rad[i]-k,即橙色的部分。那橙色以外的部分就不是了嗎?這是肯定的,因為如果橙色以外的部分也是迴文的,那麼根據青色和紅色部分的關係,可以證明黑色部分再往外延伸一點也是一個迴文子串,這肯定是不可能的,因此rad[i + k] = rad[i] - k。
② rad[i] - k > rad[i - k]
如上圖,rad[i-k]的範圍為青色,因為黑色的部分是迴文的,且青色的部分在黑色的部分裡面,根據定義,很容易得出:rad[i + k] = rad[i - k]。根據上面兩種情況,可以得出結論:當rad[i] - k != rad[i - k]的時候,rad[i + k] = min(rad[i] - k, rad[i - k])。
③ rad[i] - k = rad[i - k]
如圖,通過和第一種情況對比之後會發現,因為青色的部分沒有超出黑色的部分,所以即使橙色的部分全等,也無法像第一種情況一樣引出矛盾,因此橙色的部分是有可能全等的。但是,根據已知的資訊,我們不知道橙色的部分是多長,因此就需要再去嘗試和判斷了。
程式碼如下:
<span style="font-size:18px;">StringBuilder news = new StringBuilder();
news.append('#');
for(int i=0;i<s.length();i++){
news.append(s.charAt(i));
news.append('#');
}
int[] rad=new int[news.length()];
rad[0]=1;
int maxrad=rad[0];
int id=0;
for(int i=1;i<news.length();i++){
int temprad=1;
if(i<maxrad+id){
if(rad[2*id-i]!=maxrad-i+id){
rad[i]=Math.min(rad[2*id-i], maxrad-i+id);
temprad=rad[i];
}else{
while (i - temprad >= 0 && i + temprad < news.length() && news.charAt(i - temprad) == news.charAt(i + temprad)) {
temprad++;
}
}
}else{
while (i - temprad >= 0 && i + temprad < news.length() && news.charAt(i - temprad) == news.charAt(i + temprad)) {
temprad++;
}
}
rad[i]=temprad;
if(temprad>maxrad){
maxrad=temprad;
id=i;
}
}
System.out.println(maxrad-1);
String tempr=news.substring(id-maxrad+1,id+maxrad);
System.out.println(tempr);
StringBuilder r = new StringBuilder();
for(int i=1;i<tempr.length();i=i+2){
r.append(tempr.charAt(i));
}
return r.toString();</span>
再簡潔的程式碼如下:
StringBuilder r=new StringBuilder();
int maxcount=1;
int id=0;
StringBuilder ss=new StringBuilder();
ss.append('#');
for(int i=0;i<s.length();i++){
ss.append(s.charAt(i));
ss.append('#');
}
for(int i=1;i<ss.length()-1;i++){
int tempcount=1;
int j=i-1;
int k=i+1;
while(j>=0 && k<ss.length() && ss.charAt(j)==ss.charAt(k)){
tempcount++;
j--;
k++;
}
if(tempcount>maxcount){
maxcount=tempcount;
id=i;
if(id-maxcount+1==0 && id+maxcount==ss.length()){
break;
}
}
}
String tempr=ss.substring(id-maxcount+1,id+maxcount);
for(int i=1;i<tempr.length();i=i+2){
r.append(tempr.charAt(i));
}
return r.toString();