回文字符串(DP)

LCS模板题

 

                                               回文字符串


题目描述
所谓回文字符串,就是一个字符串,从左到右读和从右到左读是完全一样的,比如"aba"。当然,我们给你的问题不会再简单到判断一个字符串是不是回文字符串。现在要求你,给你一个字符串,可在任意位置添加字符,最少再添加几个字符,可以使这个字符串成为回文字符串。
输入
第一行给出整数N(0<N<100)
接下来的N行,每行一个字符串,每个字符串长度不超过1000.
输出
每行输出所需添加的最少字符数
样例输入

1
Ab3bd


样例输出
2

思路:
本题只给出一个字符串,用到头文件#include<string.h>里的reverse逆置字符串。

要求每行输出所需添加的最少字符串数,转化成求原字符串与其逆置字符串的最长公共子序列的长度,

然后用原字符串的长度减去最长公共子序列的长度就是应该添加的字符串数。
代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int dp[1005][1005];
char s1[1005];
char s2[1005];
int main()
{
	int i,j,t;
	scanf("%d",&t);
	while(t--)
	{
		scanf("%s",s1);
		int len=strlen(s1);
		strcpy(s2,s1);//将字符串s2复制到s1
        	reverse(s2,s2+len);//求出原字符串的逆置字符串
		//求两个字符串的最大公共子序列的长度 dp[len][len]
		for(i=0;i<=len;i++)//初始化dp数组
		{
			dp[i][0]=0;
			dp[0][i]=0;
	    }
	    for(i=1;i<=len;i++)//动规核心
	    {
	    	for(j=1;j<=len;j++)
	    	{
	    		if(s1[i-1]==s2[j-1])
	    		dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;
	    		else
	    		dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]);
			}
		}
		printf("%d\n",len-dp[len][len]);
	}
	return 0;
}
### C++ 实现回文字符串的方法 在处理回文字符串时,可以采用多种方法来判断一个字符串是否为回文。以下是几种常见的实现方式及其对应的代码示例。 #### 方法一:双指针法 通过设置两个指针分别指向字符串的起始位置结束位置,逐步向中间移动并比较字符是否相等。这种方法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(1)[^2]。 ```cpp #include <iostream> #include <string> bool isPalindrome(const std::string& s) { int left = 0; int right = s.length() - 1; while (left < right) { if (s[left] != s[right]) { return false; // 如果发现匹配,则回文 } ++left; --right; } return true; // 所有字符均匹配 } int main() { std::string str = "level"; if (isPalindrome(str)) { std::cout << "\"" << str << "\" 是回文字符串" << std::endl; } else { std::cout << "\"" << str << "\" 回文字符串" << std::endl; } return 0; } ``` --- #### 方法二:反转字符串对比法 将原字符串反转并与原始字符串进行比较。如果两者相同,则说明它是回文字符串。此方法简单易懂,但时间复杂度仍为 O(n),空间复杂度也为 O(n)[^2]。 ```cpp #include <iostream> #include <string> #include <algorithm> // 使用 reverse 函数 bool isPalindrome(const std::string& s) { std::string reversedStr = s; std::reverse(reversedStr.begin(), reversedStr.end()); return s == reversedStr; // 判断字符串与其反转后的字符串是否一致 } int main() { std::string str = "madam"; if (isPalindrome(str)) { std::cout << "\"" << str << "\" 是回文字符串" << std::endl; } else { std::cout << "\"" << str << "\" 回文字符串" << std::endl; } return 0; } ``` --- #### 方法三:动态规划求解最长回文子串 对于更复杂的场景(如寻找最长回文子串),可以通过动态规划解决问题。定义 `dp[i][j]` 表示从索引 i 到 j 的子串是否为回文。状态转移方程如下: - 当 `i == j` 时,单个字符必然是回文; - 当 `j == i + 1` 时,仅需判断这两个相邻字符是否相等; - 对于其他情况,满足条件 `s[i] == s[j] && dp[i+1][j-1]` 即可认为其为回文[^1]。 ```cpp #include <iostream> #include <string> #include <vector> std::string longestPalindromicSubstring(const std::string& s) { int n = s.size(); if (n == 0) return ""; std::vector<std::vector<bool>> dp(n, std::vector<bool>(n, false)); int start = 0, maxLength = 1; for (int i = 0; i < n; ++i) { dp[i][i] = true; // 单个字符必定是回文 } for (int i = 0; i < n - 1; ++i) { if (s[i] == s[i + 1]) { // 邻近两字符相等的情况 dp[i][i + 1] = true; start = i; maxLength = 2; } } for (int length = 3; length <= n; ++length) { // 枚举长度大于等于3的子串 for (int i = 0; i < n - length + 1; ++i) { int j = i + length - 1; if (s[i] == s[j] && dp[i + 1][j - 1]) { dp[i][j] = true; start = i; maxLength = length; } } } return s.substr(start, maxLength); } int main() { std::string input = "babad"; std::string result = longestPalindromicSubstring(input); std::cout << "输入 \"" << input << "\", 最长回文子串为: \"" << result << "\"" << std::endl; return 0; } ``` --- #### 性能分析与总结 上述三种方法各有优劣: - 双指针法适用于简单的回文检测需求,效率高且易于理解。 - 字符串反转法虽然直观,但在某些情况下可能占用更多内存资源。 - 动态规划适合解决较复杂的回文问题(如寻找最长回文子串)。然而,由于需要额外的空间存储 DP 数组,因此可能会增加时间空间开销。
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