CodeForces 245H Queries for Number of Palindromes (区间DP)

本文介绍了一种高效计算字符串中特定区间内回文子串数量的算法,并提供了完整的C++实现代码。该算法通过预处理得到所有可能的回文子串信息,能够在O(1)时间内回答任意区间的回文子串数量。
H. Queries for Number of Palindromes
time limit per test
5 seconds
memory limit per test
256 megabytes
input
standard input
output
standard output

You've got a string s = s1s2... s|s| of length |s|, consisting of lowercase English letters. There also are q queries, each query is described by two integers li, ri (1 ≤ li ≤ ri ≤ |s|). The answer to the query is the number of substrings of string s[li... ri], which are palindromes.

String s[l... r] = slsl + 1... sr (1 ≤ l ≤ r ≤ |s|) is a substring of string s = s1s2... s|s|.

String t is called a palindrome, if it reads the same from left to right and from right to left. Formally, if t = t1t2... t|t| = t|t|t|t| - 1... t1.

Input

The first line contains string s (1 ≤ |s| ≤ 5000). The second line contains a single integer q (1 ≤ q ≤ 106) — the number of queries. Next q lines contain the queries. The i-th of these lines contains two space-separated integers li, ri (1 ≤ li ≤ ri ≤ |s|) — the description of the i-th query.

It is guaranteed that the given string consists only of lowercase English letters.

Output

Print q integers — the answers to the queries. Print the answers in the order, in which the queries are given in the input. Separate the printed numbers by whitespaces.

Sample test(s)
input
caaaba
5
1 1
1 4
2 3
4 6
4 5
output
1
7
3
4
2
 
首先ispal[i][j]表示字符串从 i 到 j 这一段是否为回文,若是,则为1。不难得到初始化时ispal[i][i] = 1。那么,对于长度为len的字符串,判断它是否为回文,则有ispal[i][i+len-1] = ispal[i+1][i+len-2]&&str[i]==str[i+len-1];(同时ispal[i][i-1]要也要初始化为1,因为当len=2时,ispal[i+1][i+len-2] = ispal[i+1][i],需要拿来计算)
dp[i][j]表示从 i 到 j 包含的回文串的个数,同样的,初始化dp[i][i] = 1。计数时有:
dp[i][i+len-1] = dp[i][i+len-2]+dp[i+1][i+len-1]-dp[i+1][i+len-2]+ispal[i][i+len-1];然后O(n^2)把每个区间的结果计算出来,对于询问s到e,直接输出dp[s][e]即可。
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define SIZE 5001

using namespace std;

int ispal[SIZE][SIZE];
int dp[SIZE][SIZE];
char str[SIZE];
int Q;

int main()
{
    while(~scanf("%s",str+1))
    {
        int len = (int)strlen(str+1);
        for(int i=1; i<=len; i++)
        {
            dp[i][i] = ispal[i][i] = 1;
            ispal[i][i-1] = 1;
        }
        for(int i=2; i<=len; i++)
        {
            for(int s=1; s+i-1 <=len; s++)
            {
                ispal[s][s+i-1] = ispal[s+1][s+i-2]&&str[s]==str[s+i-1];
                dp[s][s+i-1] = dp[s][s+i-2]+dp[s+1][s+i-1]-dp[s+1][s+i-2]+ispal[s][s+i-1];
            }
        }
        scanf("%d",&Q);
        int s,e;
        while(Q--)
        {
            scanf("%d%d",&s,&e);
            printf("%d\n",dp[s][e]);
        }
    }
    return 0;
}

区间DP是一种动态规划的方法,用于解决区间范围内的问题。在Codeforces竞赛中,区间DP经常被用于解决一些复杂的字符串或序列相关的问题。 在区间DP中,dp[i][j]表示第一个序列前i个元素和第二个序列前j个元素的最优解。具体的转移方程会根据具体的问题而变化,但是通常会涉及到比较两个序列的元素是否相等,然后根据不同的情况进行状态转移。 对于区间长度为1的情况,可以先进行初始化,然后再通过枚举区间长度和区间左端点,计算出dp[i][j]的值。 以下是一个示例代码,展示了如何使用区间DP来解决一个字符串匹配的问题: #include <cstdio> #include <cstring> #include <string> #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; const int maxn=510; const int inf=0x3f3f3f3f; int n,dp[maxn][maxn]; char s[maxn]; int main() { scanf("%d", &n); scanf("%s", s + 1); for(int i = 1; i <= n; i++) dp[i][i] = 1; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(s[i] == s[i - 1]) dp[i][i - 1] = 1; else dp[i][i - 1] = 2; } for(int len = 3; len <= n; len++) { int r; for(int l = 1; l + len - 1 <= n; l++) { r = l + len - 1; dp[l][r] = inf; if(s[l] == s[r]) dp[l][r] = min(dp[l + 1][r], dp[l][r - 1]); else { for(int k = l; k <= r; k++) { dp[l][r] = min(dp[l][r], dp[l][k] + dp[k + 1][r]); } } } } printf("%d\n", dp[n]); return 0; } 希望这个例子能帮助你理解区间DP的基本思想和应用方法。如果你还有其他问题,请随时提问。
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