代码随想录——最长回文子串
创始人
2024-01-26 04:31:46

题目

给你一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串。

示例 1:

输入:s = “babad” 输出:“bab” 解释:“aba” 同样是符合题意的答案。 示例 2:

输入:s = “cbbd” 输出:“bb” 示例 3:

输入:s = “a” 输出:“a” 示例 4:

输入:s = “ac” 输出:“a”

思路

回文子串,立即推->

①动态规划(两端收缩法,相同则i++,j–继续比较)
②双指针法(两种中心扩散法)

其中动态规划空间复杂度比较高

方法一:动态规划

动规五部曲:

  1. 确定dp数组和下标含义
    布尔类型的dp[i][j]:表示区间[i,j]的子串是否是回文子串,如果是的话则dp[i][j] 为 true

  2. 确定递推公式
    分为来两种情况:
    (1)s[i] != s[j],不相等的话dp[i][j]一定为false
    (2)s[i] == s[j],这里有三个情况
    情况一:下标ij相同,即i == j,同一个字符例如a,当然是回文子串
    情况二:下标ij相差为1或者为2时,即j- i == 1,或者j- i == 2,例如aa,axa也是回文子串
    情况三:下标 ij相差大于1的时候,即,j - i > 1,例如cabac,此时s[i]s[j]已经相同了,看[i,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 , j-1]区间,这个区间是不是回文就看dp[i + 1][j - 1]是否为true

  3. 初始化dp
    dp[i][j]初始化为false

  4. 确定遍历顺序
    在这里插入图片描述
    所以一定要从下到上,从左到右遍历,这样保证dp[i + 1][j - 1]都是经过计算的,有的代码实现是优先遍历列,然后遍历行,其实也是一个道理,都是为了保证dp[i + 1][j - 1]都是经过计算的。

  5. 举例推导dp数组
    举例,输入:“aaa”,dp[i][j]状态如下:
    在这里插入图片描述
    java代码如下:

class Solution {public String longestPalindrome(String s){if(s.length() == 0 || s.length() == 1) return s;int n = s.length();int maxLen = 1;//记录最长子串长度int begin = 0;//每一个开始判断的回文子串的起始位置// dp[i][j] 表示 [i,j]范围的子串是否是回文串boolean[][] dp = new boolean[n][n];//初始化:所有长度为 1 的子串,即区间[i,i]的子串都是回文串for(int i = 0; i < n; i++){dp[i][i] = true;}char[] chars = s.toCharArray();//先枚举子串的长度,长度为1的子串已经考虑过了,从长度2开始,一直到整个字符串for(int L = 2; L <= n; L++){//枚举左边界for(int i = 0; i < n; i++){//由L和i可以确定右边界,即 L = j - i + 1 => j = L + i - 1int j = L + i - 1;//如果右边界越界,则终止循环if(j >= n) break;if(chars[i] != chars[j]){dp[i][j] = false;} else {if(j - i <= 2){dp[i][j] = false;} else {dp[i][j] = dp[i+1][j-1];}}// 只要 dp[i][L] == true 成立,就表示子串 s[i..L] 是回文,此时记录回文长度和起始位置if(dp[i][j] && j - i + 1 > maxLen){maxLen = j - i + 1;begin = i; }}}return s.subString(begin,begin + maxLen);}
}

方法二:双指针法/中心扩散法

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,确定有多少个回文字串,中心扩散法,可以理解为,遍历每个中心点,判断每个中心点左右是不是回文串,是的话左–右++再继续判断

只不过在遍历中心的时候,中心点会有两种情况:
一个元素可以作为中心点,两个元素也可以作为中心点,给定一个字符串s,长度为len,则中心点的个数为2 * len - 1,分别是len个单字符和len-1个双字符,如 “abcde”,那么可能的中心点为“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“ab”、“bc”、“cd”、“de”一共2 * 5-1=9个

所以要分两种情况讨论:一个中心点和两个中心点

java代码如下:

class Solution {public String longestPalindrome(String s){String s1 = "";//一个中心点开始扩散的结果String s2 = "";//两个中心点开始扩散的结果String res = "";//记录以一个为中心点和以两个为中心点扩散结果的最长子串for(int i = 0; i < s.length(); i++){// 分两种情况:即一个元素作为中心点,两个元素作为中心点s1 = extend(s,i,i);//情况一res = s1.length() > res.length() ? s1 : res;//记录最长的回文子串s2 = extend(s,i,i+1);//情况二res = s2.length() > res.length() ? s2 : res;}return res;//返回最长的}public String extend(String s, int start, int end){String tmp = "";while(start > 0 && end < s.length() && s.chatAt(start) == s.charAt(end)){tmp = s.subString(start,end + 1); //Java中substring是左闭右开的,所以要+1//向两边扩散start++;end--;}return tmp;}
}

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