最长回文子串

本文介绍一种基于动态规划的高效算法,用于求解给定字符串中的最长回文子串长度问题。通过构建DP状态数组减少重复计算,实现O(n^2)的时间复杂度。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题:给出一个只由小写英文字符a,b,c...y,z组成的字符串S,求S中最长回文串的长度。回文就是正反读都是一样的字符串,如aba, abba等。


思想:DP的考虑源于暴力方法,暴力方法是寻找一个字符串的所有子串,需要O(n^2)的开销,然后对于每一个子串需要O(n)的开销来判断是否是回文,故暴力方案为O(n^3),但是这里有一个问题,就是在暴力的时候有重复判断;

例如,如果子串X为回文,那么sXs也是回文;如果X不是回文,那么sXs也不是回文;另外,ss也是回文。所以这里使用DP我们可以按照子串长度从小到大的顺序来构建DP状态数组,使用一个二维数组dp[i][j]记录子串[i-j]是否为回文子串,那么我们就有初始化和自底向上的方案了;

初始化:单字符串和相等的双字符串为回文

自底向上构造:X[i]==X[j] && dp[i+1][j-1]==1 则dp[i][j] = 1

#include <iostream>
using namespace std;
 
/* 最长回文子串 LPS - DP */
 
int maxlen;  // LPS长度
 
/* DP解法 */
bool dp[31][31]; // dp[i][j]记录子串[i-j]是否构成回文
 
void LPS_dp(char * X, int xlen)   // 略去测试X合法性
{
    maxlen = 1;
 
    for(int i = 0; i < xlen; ++i) // 初始化
    {
        dp[i][i] = 1;       // 单字符为回文
        if(i && (X[i-1] == X[i]))
        {
            dp[i-1][i] = 1; // 双字符串为回文
        }
    }
 
    for(int len = 2; len < xlen; ++len)
    {
        for(int begin = 0; begin < xlen-len; ++begin)
        {
            int end = begin + len; // 从长度为3开始
 
            if((X[begin]==X[end]) && (dp[begin+1][end-1]==1))
            {
                dp[begin][end] = 1;
                if(end - begin + 1 > maxlen)
                {
                    maxlen = end - begin + 1;
                }
            }
        }
    }
}
 
void main()
{
    char X[30];  // 设串不超过30
    /* test case
     * abcfdcba / abba / abab / aaaa
     */
    while(cin.getline(X,30))
    {
        memset(dp,0,sizeof dp);
        /* DP方法 */
        LPS_dp(X,strlen(X));
        printf("%d\n", maxlen);
    }
}


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