AcWing 139 回文子串的最大长度

题目描述:

如果一个字符串正着读和倒着读是一样的,则称它是回文的。给定一个长度为N的字符串S,求他的最长回文子串的长度是多少。

输入格式

输入将包含最多30个测试用例,每个测试用例占一行,以最多1000000个小写字符的形式给出。输入以一个以字符串“END”(不包括引号)开头的行表示输入终止。

输出格式

对于输入中的每个测试用例,输出测试用例编号和最大回文子串的长度(参考样例格式)。每个输出占一行。

输入样例:

abcbabcbabcba
abacacbaaaab
END

输出样例:

Case 1: 13
Case 2: 6

分析:

本题是要求最大回文子串的长度,既然是回文串,自然有对称中心,比如aba的对称中心是b,abba的对称中心是两个b之间,通常,为了统一处理,我们会在字符串之间加入填充字符来统一回文串长度的奇偶性。

方法一:(字符串Hash+二分,时间复杂度:O(nlogn))

按照yxc大佬的思路,仅在每个字符前面添加#,比如aba就被扩充为#a#b#a,遍历每个字符,尝试以所有字符为对称中心的回文串最大的长度可能是多少,比如第一个a,最大回文串是#a#,第二个b,最大回文串是a#b#a。可以发现,当回文串最左边字符是#时,实际回文串的长度就是填充后对称中心左边子串的长度,例如#a#中对称中心a左边只有一个字符,回文串的长度就是1;而当回文串最左边字符是字母时,实际回文串的长度就是填充后对称中心左边子串的长度加上1,例如a#b#a中对称中心b左边有2个字符,回文串的长度就是2 + 1 = 3。可以发现,遍历一遍所有字符的复杂度为O(n),而对于下标为i的字符,其左边回文串最大的长度可能是min(i - 1,n - i),因为i左边有i - 1个字符,右边有n - i个字符,最大回文串的长度不会超过二者中的较小者。

为了更快的找出以第i个字符为对称中心的长度,我们只要对长度进行二分即可在O(logn)的时间内找到以第i个字符为对称中心的最大回文串长度。

整理下思路,我们需要做什么。首先,对原字符串所有字符的左边位置都填充一个#;然后,对填充后的字符串正序逆序都求下哈希值的前缀和,以便后续在O(1)的时间内判断一段区间内字符是否为回文串;最后,遍历各个字符,二分找出最大回文子串的长度。鉴于需要处理的地方较多,大部分根据上面简单的描述结合代码即可理解,这里仅说下容易错的二分。

二分的第一步,明确查找的目标,我们需要找到一个len,使得在字符串在len的长度上恰好是回文的,而len + 1就不满足回文性质。可以理解为,二分最终的l就是len的长度,而r则是l + 1的位置,也就是说二分的区间为左闭右开,mid = l + r >> 1,一旦mid位置合法,则l = mid,否则r = mid,这样l指向的位置永远合法,而r的位置永远不合法,边界情况下就是r = l + 1,此刻终止循环。

还有个地方稍微解释下,对于以第i个元素为对称中心左边字符长度为mid的区间为[i - mid,i - 1],原来与之对称的区间倒过来后变成了[n - (i + mid) + 1,n

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