Longest Palindromic Substring

时间:2023-03-08 23:47:02
Longest Palindromic Substring

题目:https://leetcode.com/problems/longest-palindromic-substring/

算法分析

这道题的解法有三种:暴力法、动态规划、Manacher算法。三种方法的时间复杂度分别为O(n3),O(n2),O(n)。暴力法过于简单粗暴,Manacher算法又有点不好理解,所以,这里只介绍动态规划法。对于O(n2)的时间复杂度,也是可以接受的吧。如果,你想追求5G的极速享受,请转接http://articles.leetcode.com/2011/11/longest-palindromic-substring-part-ii.html

既然要利用动态规划,首要任务就是要找到状态转移方程。乍看此题,哪里来的状态转移。所以,我们需要构建状态。

这里,我们要定义一个二维数组Matrix[len(str)][len(str)],用来存储状态。对于为什么这么定义,我只能说记住就行了,以后类似的题目都是可以套用的。

下面,解释一下状态的含义。Matrix[i][j]表示的是字符串str从第i位置到第j位置是否为回文子串,如果是,则存储True,如果不是,则存储False。

这样状态转移方程就可以写出来了:

Matrix[i][j]={True,False,     Matrix[i+1][j−1] and str[i]=str[j]     else

最后,需要注意一些特殊状态的赋值:

Matrix[i][i]=True

Matrix[i][i+1]=True when str[i]=str[i+1]

这样,状态转移方程就建立完成了。我们只需要把这个矩阵填充完,就可以找到最大的回文子串了。

怎么找最大回文子串?你可以在程序开头定义两个变量,分别记录最大回文子串的长度和开始位置,这样在每次更新Matrix矩阵的过程中,比较当前找到的最大回文子串的长度与变量里记录的最大长度,然后决定是否更新,如果更新,就把最大回文子串的开始位置也更新一下。这样,当整个矩阵填充完,相应的最大回文子串也就找到了。

代码实现

动态规划:

class Solution(object):
def longestPalindrome(self, s1):
"""
:type s: str
:rtype: str
"""
length = len(s1)
max = 0
start = 0
matrix = [[True if i == j else False for i in range(length)] for j in range(length)]
for i in range(length-1):
if s1[i] == s1[i+1]:
matrix[i][i+1] = True
max = 1
start = i
for step in range(2, length):
for i in range(length-step):
if s1[i] == s1[i+step] and matrix[i+1][i+step-1]:
matrix[i][i+step] = True
if max < step:
max = step
start = i
return s1[start:start+max+1]

Manacher算法:

class Solution(object):
def longestPalindrome(self, s):
t = '$#' + '#'.join(s) + '#_'
return t
p = [0] * 4010
mx, id, mmax, right = 0, 0, 0, 0
for i in range(1, len(t) - 1):
if mx > i:
p[i] = min(p[2 * id - i], mx - i)
else:
p[i] = 1
while t[i + p[i]] == t[i - p[i]]:
p[i] += 1
if i + p[i] > mx:
mx = i + p[i]
id = i
if mmax < p[i]:
mmax = p[i]
right = i
return s[right//2 - mmax//2: right//2 - mmax//2 + mmax - 1]