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manacher演算法及其應用

最近學習了牛客網的演算法初級班,學到了一些經典演算法

這裡整理一下manacher演算法,自己參考老師給的程式碼,轉成C++程式碼

#ifndef MANACHER_H
#define MANACHER_H
//Manacher演算法 :找出字串str中最長的迴文子串
#define MIN(a,b) a<b?a:b
#define MAX(a,b) a>b?a:b
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
//字串改造
//"123abx"
//"#1#2#3#a#b#x#"
string manacherString(string s)
{
	string result = "#";
	for (int i = 0; i != s.length(); ++i)
		result =result +s[i] + "#";
	return result;
}

int manacher(string str)
{
	if (str.length() < 1)//字串為空
		return 0;
	string s = manacherString(str);//生成擴充套件字串
	int R = -1;//最右迴文邊界的下標,不包括在迴文裡
	int C = -1;//最右迴文半徑的中心,隨R變化。
	int max = INT_MIN;//用來記錄最大回文半徑
	vector<int>r(s.length(), 0);//記錄每個位置的最大回文半徑的陣列,長度為擴充套件陣列長度
	for (int i = 0; i !=s.length(); ++i)
	{
		r[i] = R > i ? MIN(r[2 * C - i], R - i) : 1; //r[i]位置的最大回文半徑,最起碼的結果
		while ((i + r[i])<s.length() &&( i - r[i])>=0)//再進一步看i處半徑能不能繼續擴,首先不越界
		{
			if (s[i + r[i]] == s[i - r[i]])//還能擴
				r[i]++;
			else//擴不了,while迴圈結束
				break;
		}
		if (i + r[i] > R)//某一位置的最右迴文半徑,超過了邊界
		{
			R = i + r[i];//更新邊界R
			C = i;//更新最右迴文半徑中心C,C伴隨著R變化,R更新,C也更新;
		}
		max = MAX(r[i], max);
	}//for迴圈結束;
	return max-1;//原字串的最大回文子串長度為擴充套件字串的最大回文半徑-1;
}

#endif 

manacher演算法的擴充套件應用

//給定一個字串str1,只能往str1的後面新增字元變成str2,要求str2
//整體都是迴文串且最短。
//1、只要求出包含了str1中最後一個字元的最長迴文子串s即可。
//2、然後將子串s在str1中之前的字元逆序新增到str1末尾即可。
//如“abc12321”,包含“1”的最長迴文子串是“12321”,
//將“abc”逆序新增到“abc12321”末尾,變成“abc12321cba”,即為所求的str2。
#ifndef MANACHER_SHORTEST_END_H
#define MANACHER_SHORTEST_END_H
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
#define MIN(a,b)  a<b?a:b
#define MAX(a,b) a>b?a:b
using namespace std;
//原字串變成擴充套件字串,長度為奇數
string manacherString(string s)
{
	string result = "#";
	for (int i = 0; i != s.length(); ++i)
		result = result + s[i] + "#";
	return result;
}

int manacher(string str)
{
	string s = manacherString(str);
	int R = -1;//最右迴文邊界
	int C = -1;//最右迴文邊界對應的中心,隨R的更新而更新。
	vector<int> r(s.length());//每個位置的最大回文半徑。
	int max = INT_MAX;//記錄最大回文半徑
	for (int i = 0; i != s.length(); ++i)//對每一個字元
	{
		r[i] = R > i ? MIN(r[2 * C - i], R - i) : 1;//i位置的最大回文半徑,最起碼的長度
		while (i + r[i] < s.length() && i - r[i] >= 0)
		{
			if (s[i + r[i]] == s[i - r[i]])//i位置的最大回文子串,還能繼續往外擴;
				r[i]++;
			else //擴充套件不了
				break;//迴圈結束
		}
		if (i + r[i] > R)
			{
			R = i + r[i];
			C = i;
			}
		if (R == s.length())
		{
			max= r[i];
			break;
		}
	}
	return max-1;
}
string shortestEnd(string str)
{
	int pos = manacher(str);
	string result = str;
	for (int i = str.length()-1 - pos; i >=0; --i)
	{
		result += str[i];
	}
	return result;
}

#endif // !