Palindromic Permutation - UVa 11027 组合数

本文介绍了一种算法,用于给定一个字符串后构造出字典序第n个回文串的方法。通过分析字符串中各字符出现次数,利用排列组合原理来确定回文串的可行性及构造过程。

Given a string of characters, we can permute the individual characters to make new strings. We can then order these strings into alphabetical order.

 

For example the string ‘abba’ gives rise to the following 6 distinct permutations in alphabetical order.

 

aabb 1

abab 2

abba 3

baab 4

baba 5

bbaa 6

 

Of these 6 permutations, only 2 are palindromes (A string that reads the same when read backwards). These are ‘abba’ and ‘baab’.

 

Given a string, you have to find out the nth palindrome in the sorted list of all permutations. For the above case ‘abba’ is the 1st and ‘baab’ is the 2nd palindrome.

 

Input

 

The first line of input gives the number of test cases. Each case contains a string, consisting of lowercase letters only, followed by a space separated positive integer n (n < 2^31). The length of the string will be at most 30.

 

Output

 

For each case, output the case number followed by the nth palindrome, but if the total number of palindromes is less than n output ‘XXX’ without the quotes. Follow the sample for exact format.

 

Sample Input

Output for Sample Input

3

abba 1

abba 2

abba 3

Case 1: abba

Case 2: baab

Case 3: XXX

 



题意:给你一个字符串,让你构造字典序第n的回文串。

思路:假设一个偶数的回文串,那么它左半边的字母的组合情况,就是这个字符串可以变成的回文串的个数。先判断是否可以形成回文串,然后从左到右依次构造左半边的回文串序列,假设去掉a后剩下的可以构造k1个字符串,而k1>=m那么这个位置就可以放a,否则m-=k1,再去尝试b。

AC代码如下:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
int T,n,t,num[30];
ll m,c[30][30];
char s[40],ans[40];
ll solve(int len)
{
    int i;
    ll temp=1;
    for(i=0;i<26;i++)
    {
        temp*=c[len][num[i]];
        len-=num[i];
    }
    return temp;
}
bool check()
{
    int i,k=0;
    for(i=0;i<26;i++)
    {
        if(num[i]&1)
        {
           k++;
           ans[n/2+1]='a'+i;
        }
        num[i]/=2;
    }
    if(k>1)
      return false;
    return solve(n/2)>=m;
}
void dfs(int pos)
{
    if(pos>n/2)
      return;
    int i,j,k;
    ll ret;
    for(i=0;i<26;i++)
       if(num[i]>0)
       {
           num[i]--;
           ret=solve(n/2-pos);
           if(ret>=m)
           {

               ans[pos]='a'+i;
               dfs(pos+1);
               return ;
           }
           m-=ret;
           num[i]++;
       }
}
int main()
{
    int i,j,k;
    for(i=0;i<=20;i++)
       c[0][i]=1;
    for(i=1;i<=20;i++)
    {
        c[i][0]=c[i][i]=1;
        for(j=1;j<i;j++)
           c[i][j]=c[i-1][j-1]+c[i-1][j];
    }
    scanf("%d",&T);
    for(t=1;t<=T;t++)
    {
        scanf("%s%lld",s+1,&m);
        memset(num,0,sizeof(num));
        n=strlen(s+1);
        for(i=1;i<=n;i++)
          num[s[i]-'a']++;
        if(m==0 || !check())
        {
            printf("Case %d: XXX\n",t);
            continue;
        }
        dfs(1);
        printf("Case %d: ",t);
        for(i=1;i<=n/2;i++)
           printf("%c",ans[i]);
        if(n&1)
           printf("%c",ans[n/2+1]);
        for(i=n/2;i>=1;i--)
           printf("%c",ans[i]);
        printf("\n");
    }
}



### 关于回文子序列的算法及其示例 #### 定义与概念 回文是指正读和反读都相同的字符序列。对于给定字符串中的任意字符组合形成的子序列,如果该子序列满足上述条件,则称为回文子序列。 #### 动态规划求解最长回文子序列 为了找到一个字符串中最长的回文子序列,可以采用动态规划的方法来解决这个问题。设 `dp[i][j]` 表示从第 i 到 j 的子串内的最长回文子序列长度: - 当 s[i]==s[j] 时, dp[i][j]=dp[i+1][j−1]+2; - 否则, dp[i][j]=max(dp[i+1][j],dp[i][j−1]). 最终的结果保存在 `dp[0][len(s)-1]` 中[^3]. ```python def longest_palindromic_subseq(s: str) -> int: n = len(s) # 创建二维数组用于存储中间结果 dp = [[0]*n for _ in range(n)] # 初始化单个字符的情况 for i in range(n): dp[i][i] = 1 # 填充表格 for length in range(2, n + 1): for start in range(n - length + 1): end = start + length - 1 if s[start] == s[end]: dp[start][end] = dp[start+1][end-1] + 2 else: dp[start][end] = max(dp[start+1][end], dp[start][end-1]) return dp[0][-1] ``` 此方法的时间复杂度为 O(n²),空间复杂度同样为 O(n²). #### 枚举所有可能的回文子序列 除了寻找最长的回文子序列外,还可以通过枚举的方式找出所有的不同回文子序列。这种方法适用于较短的输入字符串,并且可以通过位掩码技术实现高效的遍历。 ```python from collections import defaultdict def count_distinct_palindrome_subsequences(text: str) -> list[str]: results = set() memo = {} def backtrack(start=0, path=""): nonlocal text, results, memo key = (start, path) if key not in memo: temp_set = {path} if path == path[::-1] else {} for index in range(start, len(text)): new_path = path + text[index] if new_path == new_path[::-1]: temp_set.add(new_path) temp_set |= backtrack(index + 1, new_path) memo[key] = temp_set results.update(memo[(start, path)]) return memo[(start, path)] backtrack() return sorted(list(results)) ``` 这段代码会返回按字典序排列的不同回文子序列列表.
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