132. 分割回文串 II

  • 题目:问题一:一个字符串至少要切几刀能让切出来的子串都是回文串

    • 输入:s = “aab”
      输出:1
      解释:只需一次分割就可将 s 分割成 [“aa”,“b”] 这样两个回文子串。
    • 切2刀==分成3个部分
  • 思路:从i位置开始可以合并的最长回文串。从每个可以合并的末尾再调函数去递归处理后续可以合并的最长回文串。(暴力尝试)再加记忆法搜索

  • 流程:i从右往左遍历,if(i~len)就是回文字符串则dp[i]=0

    • else 则i往右遍历,找最小的dp[]值,则dp[i]= =min+1
    • 最后得到一维的dp表
  • 预处理检测回文串

    • 问题:如果在主流程调递归时检查L~R是否是回文串则耦合太大,时间复杂度会乘上检查回文的复杂度
    • 解决:先对字符串进行预处理,后续每次只要从表中取tmp[L][R]就知道是不是回文了。
    • 问题:怎么对字符串进行检测回文的预处理
    • [[获取单字符串中所有连续的回文字符串]]
  • [[回溯]]

  • 回溯

    • 含义:根据dp表中的值,根据尝试时的规律反推,找到答案的路径。
    • 特点:路径要还原,最后记录答案
  • 回溯答案的判断:需要切一刀的地方说明。①两个部分不能一同构成回文字符串,②两个各自可以构成字符串

  • ①说明dp表中切的刀数后者少一

  • ②后一个部分可以用两端检测,如果两端不同者一定不是,如果两端同&&不是的话因为指针一次只跳一格,一定能检测到后面某个子集中两端不同的情况不会漏掉。两端同&&是,则正确。

  • ②前一部分不用验证,因为是从左开始遍历,遍历到i位置则说明i之前一定已经切分完形成回文串了

  • 回溯所有答案

  • if(右指针到末尾)

    • if(符合切一刀的判断)
      • pathList添加这块
      • ansList添加pathList
      • 移除pathList中末尾项(还原现场)
  • else //没到末尾的情况

    • if(符合切一刀的判断)
      • pathList添加这块
      • 调用递归,其中i=j,j=j+1
      • 移除pathList中末尾项(还原现场)
    • else //不符合切一刀的判断
      • 调用递归,其中i=i,j=j+1
  • 代码

    ```JAVA
    	  // s[0....i-1]  存到path里去了
    	  	// s[i..j-1]考察的分出来的第一份
    	  	public static void process(String s, int i, int j, boolean[][] checkMap, int[] dp, 
    	  			List<String> path,
    	  			List<List<String>> ans) {
    	  		if (j == s.length()) { // 右指针到结尾了
    	  			if (checkMap[i][j - 1] && dp[i] == dp[j] + 1) {//如果满足回溯条件
    	  				path.add(s.substring(i, j));
    	  				ans.add(copyStringList(path));
    	  				path.remove(path.size() - 1);
    	  			}
    	  		} else {// s[i...j-1]
    	  			if (checkMap[i][j - 1] && dp[i] == dp[j] + 1) {
    	  				path.add(s.substring(i, j));
    	  				process(s, j, j + 1, checkMap, dp, path, ans);
    	  				path.remove(path.size() - 1);
    	  			}
    	  			process(s, i, j + 1, checkMap, dp, path, ans);
    	  		}
    	  	}
    ```
    
使用 Java 实现分割回文串的问题通常是指将一个字符串分割成一些子串,使每个子串都是回文串,并返回所有可能的分割方案。以下为相关实现及思路: ### 题目描述 这是力扣的第 131 题,难度中等,相关标签有字符串动态规划、回溯。给定一个字符串 `s`,需要将其分割成一些子串,使每个子串都是回文串,返回 `s` 所有可能的分割方案。回文串是正着读和反着读都一样的字符串。示例如下: - 输入:`s = "aab"`,输出:`[["a","a","b"],["aa","b"]]` - 输入:`s = "a"`,输出:`[["a"]]` 提示为 `1 <= s.length <= 16`,且 `s` 仅由小写英文字母组成 [^3]。 ### 实现方法 #### 方法一:回溯法结合动态规划 ```java import java.util.ArrayList; import java.util.Deque; import java.util.LinkedList; import java.util.List; public class Solution { List<List<String>> lists = new ArrayList<>(); Deque<String> deque = new LinkedList<>(); public List<List<String>> partition(String s) { boolean[][] dp = new boolean[s.length()][s.length()]; for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) { for (int j = i; j < s.length(); j++) { if (s.charAt(i) == s.charAt(j)) { if (j - i <= 1) { dp[i][j] = true; } else if (dp[i + 1][j - 1]) { dp[i][j] = true; } } } } backTracking(dp, s, 0); return lists; } private void backTracking(boolean[][] dp, String s, int startIndex) { // 如果起始位置大于 s 的大小,说明找到了一组分割方案 if (startIndex >= s.length()) { lists.add(new ArrayList<>(deque)); return; } for (int i = startIndex; i < s.length(); i++) { // 如果是回文子串,则记录 if (dp[startIndex][i]) { String str = s.substring(startIndex, i + 1); deque.addLast(str); } else { continue; } // 起始位置后移,保证不重复 backTracking(dp, s, i + 1); deque.removeLast(); } } } ``` 此方法先使用动态规划生成一个二维数组 `dp`,用于记录所有子串是否为回文串。`dp[i][j]` 表示从索引 `i` 到索引 `j` 的子串是否为回文串。然后使用回溯法,从字符串的起始位置开始,尝试所有可能的分割点,当找到一组分割方案时,将其加入结果列表中 [^4]。 #### 方法二:使用双指针判断回文串 ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Solution2 { List<List<String>> result = new ArrayList<>(); List<String> path = new ArrayList<>(); public List<List<String>> partition(String s) { backtrack(s, 0); return result; } private void backtrack(String s, int start) { if (start == s.length()) { result.add(new ArrayList<>(path)); return; } for (int i = start; i < s.length(); i++) { if (isPalindrome(s, start, i)) { path.add(s.substring(start, i + 1)); backtrack(s, i + 1); path.remove(path.size() - 1); } } } private boolean isPalindrome(String s, int left, int right) { while (left < right) { if (s.charAt(left) != s.charAt(right)) { return false; } left++; right--; } return true; } } ``` 该方法使用回溯法,在回溯过程中使用双指针法判断子串是否为回文串。双指针法从子串的两端开始向中间遍历,如果发现字符不相等,则该子串不是回文串;如果遍历完整个子串都没有发现不相等的字符,则该子串是回文串 [^2][^5]。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:两种方法的时间复杂度都为 $O(n \times 2^n)$,其中 $n$ 是字符串的长度。最坏情况下,字符串的每个可能的分割方案都需要被考虑,而总共有 $2^{n - 1}$ 种可能的分割方案,对于每种方案,需要 $O(n)$ 的时间来判断子串是否为回文串。 - **空间复杂度**:回溯法结合动态规划的空间复杂度为 $O(n^2)$,主要用于存储动态规划的二维数组;使用双指针判断回文串的空间复杂度为 $O(n)$,主要用于递归调用栈和存储路径。
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