求最长回文字符串是面试时候的经典问题。今天,介绍两种解法,第一种为二维的DP,时间,空间复杂度均为O(N^2)。第二种为更普遍的一种解法,时间复杂度为O(N^2),空间复杂度为O(1)。首先介绍二维DP,在做这道题的时候,我一开始就想用DP来做,但是当时只考虑到了一维DP,结果死活找不出递推方程。后来参考了别人的答案,才知道二维DP到底怎么做。在二维DP的时候,需要开辟一个二维数组,我发现当使用动态内存的时候,也就是通过new来开辟堆内存时,程序死活通不过,总是报TLE或者OOM。当使用栈内存时候,才顺利通过。大概leetcode对于堆内存的使用,是有着比较严格的限制的。
对于二维DP来说:
定义函数d[i][j]为bool值,定义子字符串(i,
j)是否是回文字符串。
首先找个例子,比如s="abccb",
在这里,需要注意的一点是,在做DP或者其他算法题目时,不妨从相关例子中归纳推理出最后的解法。
s = a b c c b
Index = 0 1 2 3 4
d[0][0] = true // 单个字符都是回文字符串
d[0][1] = s[0] == s[1] , d[1][1] = true
d[0][2] = s[0] == s[2] && d[1][1], d[1][2] = s[1] == s[2] , d[2][2] = true
d[0][3] = s[0] == s[3] && d[1][2], d[1][3] = s[1] == s[3] && d[2][2] , d[2][3] =s[2] ==s[3], d[3][3]=true
......................
由此就可以推导出规律
- d[i][j]是个boolean数值,表示(i, j)这个substring是不是回文字符串。
- d[i][j]
- 递推方程为:当d[i+1][j-1]为真,并且A[i]=A[j]的情况下,d[i][j]为真,否则为假。
- 边界情况为:当i+1>j-1并且i<=j,也就是说i==j或者i==j-1时:
- 当i == j时,d[i][j] = 1(一个字母肯定是回文字符串)
- 当i == j – 1时,说明两个字符是连着的,看A[i]是否等于A[j]。等于的话,为真,否则为假。
- 这个题的坑爹之处在于正常i从0~last, j从0~last那么循环不行。因为d[i][j]用到了d[i + 1][j – 1],说明i要从后往前,j则要从前往后。导致二层循环是下面的顺序。在此处需要注意的一点是,此题在求解递归方程,对于for循环的处理方法为我们在求解其他DP问题时,提供了一种很好的处理i和j是从小到大还是从大到小计算的一种很好的提醒。
for (int i = last; i >= 0; i–)
for(int j = i; j <= last; j++)。
string longestPalindrome(string s) {
int len = (int)s.length();
int max = 0, start = 0;
int i, j;
bool table[len][len]; // 目前的标准支持VLA,也就是<span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: arial; font-size: 13px; line-height: 20.0200004577637px;">Variable Length Array。</span>
<span style="white-space:pre"> </span>//注意,在这里,使用memset来进行初始化,也就是把table中所有的字节,按照字节,都初始化为0。如果使用初始化列表={false}的形式,耗费的时间将会变大。另外如果将memset中的0改为false,耗费的时间也会变大。
memset(table, 0, len*len*sizeof(bool));
for (i=len-1; i>=0; i--) {
for (j=i; j<len; j++) {
if (s.at(i) == s.at(j) && (j-i<=2 || table[i+1][j-1])) { // 这行判断语句,比较tricky。仔细理解。
table[i][j] = true;
if (j-i+1 > max) {
max = j-i+1;
start = i;
}
}
}
}
return s.substr(start, max);
}
另外一种方法,更容易理解。对于字符串s中的每个字符t,我们以其为中间字符向两边进行搜索,直至遇到两个字符不相等,或者越过字符串边界。对于字符串t来说,当其为中心字符时,有两种情况。第一种为abtba形式。另外一种为abttba形式。代码如下:
string longestPalindrome(string s) {
int len = (int)s.length();
string result = "";
string str;
for (int i=0; i<len; i++) {
str = getLongPal(s, i, i);
if (str.length() > result.length()) {
result = str;
}
str = getLongPal(s, i, i+1);
if (str.length() > result.length()) {
result = str;
}
}
return result;
}
string getLongPal(string& s, int start, int end) {
while (start >= 0 && end < s.length() && s.at(start) == s.at(end)) {
start--;
end++;
}
return s.substr(start+1, end-start-1);
}