最长回文子串--动态规划(O(N^2))

本文介绍了一种使用动态规划解决寻找字符串中最长回文子串问题的方法。通过构建二维矩阵dp来记录各子串是否为回文,最终找出最长回文子串。文章详细解释了dp矩阵的填充过程及递推公式。

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给定一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串。你可以假设 s 的最大长度为1000。

示例 1:

输入: “babad”
输出: “bab”
注意: "aba"也是一个有效答案。
示例 2:

输入: “cbbd”
输出: “bb”
回文串的定义我就不啰嗦了。对于这道题,我的第一反应是用动态规划方法解。

假设字符串s的长度为length,建立一个length*length的矩阵dp。

dp[i][j]表示“以s[i]开始s[j]结尾的回文串的长度。如果这个字符串不是回文串,让dp[i][j]=0”。显然,j>=i,只需往dp填j>=i的部分即可。

dp[i][j]的递推公式可以这么表述:

(1)首先对dp的对角线元素初始化为1,也就是当i==j时,dp[i][j]=1。

这很显然,每个单独的字符其实就是个长度为1的回文串。

(2)当j-i==1:

若s[i]==s[j],则dp[i][j]=2;否则dp[i][j]=0。

解释:当j-i==1时,若s[i]==s[j],则s[i]和s[j]可以组成一个长度为2的回文串。若s[i]!=s[j],显然他们不可能组成回文串,dp[i][j]=0。

(3)当j-i>=2:

若s[i]==s[j]:若dp[i+1][j-1]>0,则dp[i][j]= dp[i + 1][j - 1] + 2;否则dp[i][j]= 0;

若s[i]!=s[j]:dp[i][j]=0。

解释:如果s[i]==s[j],表明这个子串有可能是回文串。当去头去尾后它是回文串时,就可以在去头去尾的那个回文串长度基础上+2,得到它的长度。如果去头去尾后不是回文串,那这个子串一定不是回文串,回文串长度只能是0。

若s[i]!=s[j],显然他们不可能组成回文串,dp[i][j]=0。

只需找到dp[i][j]的最大元素和它对应的i和j就可以得到结果“s中最长回文子串”。

另外还有一个要注意的点:因为需要访问dp[i+1][j-1],因此i是从大到小的,j是从小到大的。j从0到size-1,i从j-1到0。

#include "iostream"
#include "string"
#include "sstream"
#include "vector"
#include "algorithm"
using namespace std;

int main()
{
	string str =" ";
	
	while (getline(cin, str))
	{
		int len = str.length();
		vector<vector<int>> dp(len + 1, vector<int>(len + 1, 0)); //dp[i][j]表示字符串第i个开始和字符串第j个结束之间的回文长度
		for(int i = 1; i < len + 1; i++)
			for (int j = 1; j < len + 1; j++)
			{
				if (i == j)
					dp[i][j] = 1;        //对角线的元素置为1,因为单独字符的回文长度为1
			}
		int max_len = 0;
		int start = 0;
		for(int j = 1; j< len+1 ; j++)//以结束为止为外循环,每次循环完毕则得到以此为终点的最长回文串
			for (int i = j - 1; i >= 1; i--)
			{
				
				if (str[i - 1] == str[j - 1])//起、终元素一样
				{
					if (j - i == 1)          //如果长度差1
						dp[i][j] = 2;
					else
					{
						if (dp[i + 1][j - 1] > 0) //长度差大于2,就看是一个串是不是回文
							dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
						else
							dp[i][j] = 0;
					}
				}
				else
					dp[i][j] = 0;
				if (dp[i][j] > max_len)
				{
					max_len = dp[i][j];
					start = i-1;
				}
			}
		string s = str.substr(start, max_len);
		cout << s << endl;
	}
}
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