[Leetcode]5.Longest Palindromic Substring
这段时间重新刷了一下Leetcode,在此记录下自己容易出错的和经典的题目。
这是Leetcode第5题,寻找最长回文子序列,就是给定一个字符串S,找出其中的最长回文子串,并返回该子串。常用的方法有中心扩展法与Manacher算法,其中Manacher算法时间复杂度可以达到\(O(N)\), 空间复杂度\(O(N)\),需要重点掌握。
下面是Python的coding代码:
class Solution:
def longestPalindrome(self, s):
if not s:
return ''
t = '#'+'#'.join(list(s))+'#'
p = [0 for i in range(len(t))]
mx = id = resLen = resCenter = 0
for i in range(1,len(t)):
if mx > i:
p[i] = min(p[2 * id - i], mx - i)
else:
p[i] = 1
while p[i]<=min(i,len(t)-1-i) and t[i + p[i]] == t[i - p[i]]:
p[i]+=1
if mx < i + p[i]:
mx = i+p[i]
id = i
if resLen < p[i]:
resLen = p[i]
resCenter = i
# return resLen-1 #长度
return s[(resCenter - resLen) // 2+1: (resCenter + resLen) // 2]
其中, mx:最大回文串的右边界。 id:为最大回文串的中心点。
这个算法有三个概念,1.回文半径数组;2.回文右边界;3.回文右边界中心(取得右边界的中心,最早出现的) 。
在i遍历的过程中有三种情况:
第一种情况,当前位置没有在回文右边界里面,则暴力扩展
第二种情况,当前位置在回文右边界里面,找位置i关于右边界中心的对称点i',分3种情况:
- 1.对称点i'回文范围在里面,则i回文半径=i'回文半径,不需要扩展
- 2.对称点i'回文范围在外面,则i回文半径=i->R(回文右边界),不需要扩展
- 3.对称点i'回文范围压线,则i回文半径至少为i->R,从R点开始查找
扩展:
1.给一个字符串\(s\),在后面添加字符,求能得到的最短回文长度。
实际上是求必须包括最后一个字符串的情况下,最长回文子串是多长,前面的逆序添加即可。使用Manacher算法时取i+p[i]为最后一个字符时的最长回文子串。
2.[LeetCode]516. Longest Palindromic Subsequence 最长回文子序列
最长回文子序列和最长回文子串的区别是,子串是字符串中连续的一个序列,而子序列是字符串中保持相对位置的字符序列,例如,"bbbb"可以是字符串"bbbab"的子序列但不是子串。
可通过最长公共子序列的解法解决,最长回文子序列 = (原串+反转串)的最长公共子序列。算法的复杂度是 时间和空间都是 \(O(n^2)\)。
3.插入最少的字符使字符串成为回文。给定一个字符串S,可以通过在字符串的任意位置插入字符,使其变为回文串。求最少插入字符的数量。
例如:
ab -> bab 1
aa -> aa 0
abca -> acbca 1
如果能在原串\(S\)中找到最长的子序列\(L\),这个子序列是回文,那么我们就能知道要插入多少个字符是的原串成为回文。即
问题转为求一个字符串的最长回文子序列。