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5. 最长回文子串【动态规划】
阅读量:690 次
发布时间:2019-03-17

本文共 2259 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

题目描述

给你一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串。

示例 1:

输入:s = "babad"输出:"bab"解释:"aba" 同样是符合题意的答案。

示例 2:

输入:s = "cbbd"输出:"bb"

示例 3:

输入:s = "a"输出:"a"

示例 4:

输入:s = "ac"输出:"a"

提示:

1 <= s.length <= 1000s 仅由数字和英文字母(大写和/或小写)组成

解题思路

动态规划

对于一个子串而言,如果它是回文串,并且长度大于 2,那么将它首尾的两个字母去除之后,它仍然是个回文串。例如对于字符串 “ababa”,如果我们已经知道 “bab” 是回文串,那么 “ababa” 一定是回文串,这是因为它的首尾两个字母都是 “a”。

根据这样的思路,我们就可以用动态规划的方法解决本题。我们用 P(i,j) 表示字符串 s 的第 i 到 j 个字母组成的串(下文表示成 s[i:j])是否为回文串:

P ( i , j ) = { t r u e 如 果 子 串 S i . . . S j 是 回 文 串 f a l s e 其 他 情 况 P(i,j) =\left\{ \begin{array}{lcl} true & & {如果子串S_i...S_j是回文串}\\ false & & {其他情况} \end{array} \right. P(i,j)={

truefalseSi...Sj

这里的「其它情况」包含两种可能性:

  • s[i,j] 本身不是一个回文串;
  • i>j,此时 s[i,j] 本身不合法。

那么我们就可以写出动态规划的状态转移方程:

P ( i , j ) = P ( i + 1 , j − 1 ) ∧ ( S i = = S j ) P(i,j)=P(i+1,j−1)∧(S_i == S_j) P(i,j)=P(i+1,j1)(Si==Sj)

也就是说,只有 s[i+1:j−1] 是回文串,并且 s 的第 i 和 j 个字母相同时,s[i:j] 才会是回文串。

上文的所有讨论是建立在子串长度大于 2 的前提之上的,我们还需要考虑动态规划中的边界条件,即子串的长度为 1 或 2。对于长度为 1 的子串,它显然是个回文串;对于长度为 2 的子串,只要它的两个字母相同,它就是一个回文串。因此我们就可以写出动态规划的边界条件:

{ P ( i , i ) = t r u e P ( i , i + 1 ) = ( S i = = S i + 1 ) \left\{ \begin{array}{lcl} P(i,i) = true \\ P(i,i+1) = (S_i == S_{i+1}) \end{array} \right. {
P(i,i)=trueP(i,i+1)=(Si==Si+1)

根据这个思路,我们就可以完成动态规划了,最终的答案即为所有 P(i,j)=true 中 j−i+1(即子串长度)的最大值。注意:在状态转移方程中,我们是从长度较短的字符串向长度较长的字符串进行转移的,因此一定要注意动态规划的循环顺序。

class Solution {
public String longestPalindrome(String s) {
int len = s.length(); int maxLen = 1; int begin = 0; boolean[][] dp = new boolean[len][len]; for (int i = 0;i < len;i++) {
dp[i][i] = true; } for (int L = 2;L <= len;L++) {
for (int i = 0;i < len;i++) {
int j = i + L - 1; if (j >= len) break; if (s.charAt(i) != s.charAt(j)) {
dp[i][j] = false; } else {
if (L < 3) {
dp[i][j] = true; } else {
dp[i][j] = dp[i+1][j-1]; } } if (dp[i][j] && maxLen < L) {
maxLen = L; begin = i; } } } return s.substring(begin,begin+maxLen); }}

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