共计 2955 个字符,预计需要花费 8 分钟才能阅读完成。
点击 这里 能够查看更多算法面试相干内容~
题目形容
给你一个字符串 s
,找到 s
中最长的回文子串。
示例 1:
输出:s = “babad” 输入:”bab”
解释:”aba” 同样是合乎题意的答案。
示例 2:
输出:s = “cbbd” 输入:”bb”
示例 3:
输出:s = “a” 输入:”a”
示例 4:
输出:s = “ac” 输入:”a”
提醒:
1 <= s.length <= 1000
s
仅由数字和英文字母(大写和 / 或小写)组成
奢侈解法
这道题有一个很容易就能想到的简略做法:枚举字符串 s
中的每一位,作为回文串的中心点,左右进行扩大,直到达到边界或者不满足回文串定义为止。
这样做的思路必然是正确的。
但很显然这是一个奢侈(暴力)做法,那么咱们如何确定这一做法是否可行呢?
还记得咱们上一节的剖析思路吗?在【刷穿 LeetCode】4. 寻找两个正序数组的中位数(艰难)当中我向你介绍过,当咱们有了一个简略的实现办法之后,须要从 题目的数据规模 、 计算机的处理速度 和实现办法的计算量 登程,判断这样的做法是否不会超时。
因为字符串长度最多只有 1000,而咱们的实现办法是 O(n^2),因而咱们算法的计算量应该在 10^6 以内,是在计算机每秒的解决范畴内的。
首先枚举回文串的核心 i,而后分两种状况向两边扩大边界,直到达到边界或者不满足回文串定义为止:
- 回文串长度是奇数,则顺次判断
s[i − k] == s[i + k], k = 1,2,3…
- 回文串长度是偶数,则顺次判断
s[i − k] == s[i + k − 1], k = 1,2,3…
class Solution {public String longestPalindrome(String s) {
String ans = "";
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
// 回文串为奇数
int l = i - 1, r = i + 1;
String sub = getString(s, l, r);
if (sub.length() > ans.length()) ans = sub;
// 回文串为偶数
l = i - 1;
r = i + 1 - 1;
sub = getString(s, l, r);
if (sub.length() > ans.length()) ans = sub;
}
return ans;
}
String getString(String s, int l, int r) {while (l >= 0 && r < s.length() && s.charAt(l) == s.charAt(r)) {
l--;
r++;
}
return s.substring(l + 1, r);
}
}
工夫复杂度:先枚举了 s
中的每个字符作为回文串的中心点,再从中心点登程左右扩大,最多扩大到边界。复杂度是 $O(n^2)$
空间复杂度:$O(1)$
Manacher 算法
这是一个比拟冷门的算法,应用范畴也比拟繁多,只能用于解决「回文串」问题。
Manacher 的确是「回文串」问题的最优解。
但即便是 LeetCode 上所有对于「回文串」的问题,没有一道是必须通过 O(n) 的 Manacher 算法能力 AC。
因而我这里间接给解决方案(能够间接当做模板来应用),而不再探讨算法的具体实现原理。
Manacher 算法较长,为了防止回文串长度奇偶问题的分状况探讨,我会对原字符进行解决,在边界和字符之间插入占位符。
应用了这样的技巧之后,当非占位字符作为回文串的核心时,对应了回文串长度为奇数的状况;当占位字符作为回文串的核心时,对应了回文串长度为偶数的状况。。
举个例子:
原字符:”babad”,转换后:”*b*a*b*a*d*”,失去的回文串:”*b*a*b*”,而后再去除占位符输入:”bab”。
解释:”aba” 同样是合乎题意的答案。
class Solution {public String longestPalindrome(String s) {if (s.length() == 1) return s;
char[] chars = manacherString(s);
int n = chars.length;
int[] pArr = new int[n];
int C = -1, R = -1, pos = -1;
int max = Integer.MIN_VALUE;
for (int i = 0; i < n; i++) {pArr[i] = i < R ? Math.min(pArr[C * 2 - i], R - i) : 1;
while (i + pArr[i] < n && i - pArr[i] > -1) {if (chars[i + pArr[i]] == chars[i - pArr[i]]) {pArr[i]++;
} else {break;}
}
if (i + pArr[i] > R) {R = i + pArr[i];
C = i;
}
if (pArr[i] > max) {max = pArr[i];
pos = i;
}
}
int offset = pArr[pos];
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = pos - offset + 1; i <= pos + offset - 1; i++) {if (chars[i] != '#') sb.append(chars[i]);
}
return sb.toString();}
char[] manacherString(String s) {char[] chars = new char[s.length() * 2 + 1];
for (int i = 0, idx = 0; i < chars.length; i++) {chars[i] = (i & 1) == 0 ? '#' : s.charAt(idx++);
}
return chars;
}
}
工夫复杂度:只对字符串进行了一次扫描。复杂度为 $O(n)$
空间复杂度:$O(1)$
总结
明天这道题目,三叶除了提供惯例的、工夫复杂度为 $O(n^2)$ 的奢侈解法以外,还给你提供了对于「回文串」的最优解 Manacher 算法模板,倡议有余力的同学能够背过。
背过这样的算法的意义在于:相当于大脑里有了一个工夫复杂度为 $O(n)$ 的 api 能够应用,这个 api 传入一个字符串,返回该字符串的最大回文子串。
同时借助 Manacher 算法,还给大家介绍了如何防止回文串长度的分状况探讨,这个技巧只有波及「回文串」问题都实用(无论是否应用 Manacher 算法)。
对于想要背过 Manacher 算法的同学,倡议先敲 3 遍,默写 2 遍,而后过了 24 小时,再默写 2 遍,一周后,再进行反复,直到纯熟。
不要胆怯忘记,忘记是失常的,多进行几次反复便会造成肌肉记忆。LeetCode 周赛上长年占据第一页的选手,无不都是对算法套路和模板极其纯熟。加油 ~
最初
这是咱们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.5
篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,局部是有锁题,咱们将先将所有不带锁的题目刷完。
在这个系列文章外面,除了解说解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果波及通解还会相应的代码模板。
因为 LeetCode 的题目随着周赛 & 双周赛一直减少,为了不便咱们统计进度,咱们将依照系列起始时的总题数作为分母,实现的题目作为分子,进行进度计算。以后进度为 5/1916
。
为了不便各位同学可能电脑上进行调试和提交代码,我建设了相干的仓库:Github 地址 & Gitee 地址。
在仓库地址里,你能够看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和一些其余的优选题解。