manecher演算法詳解

2021-07-11 06:00:54 字數 1668 閱讀 2832

manecher演算法詳解

首先用乙個非常巧妙的方式,將所有可能的奇數/偶數長度的回文子串都轉換成了奇數長度:在每個字元的兩邊都插入乙個特殊的符號。比如 abba 變成 #a#b#b#a#, aba變成 #a#b#a#。 為了進一步減少編碼的複雜度,可以在字串的開始加入另乙個特殊字元,這樣就不用特殊處理越界問題,比如$#a#b#a#(注意,下面的**是用c語言寫就,由於c語言規範還要求字串末尾有乙個'\0'所以正好ok,但其他語言可能會導致越界)。

下面以字串12212321為例,經過上一步,變成了 s = "$#1#2#2#1#2#3#2#1#";

然後用乙個陣列 p[i] 來記錄以字元s[i]為中心的最長回文子串向左/右擴張的長度(包括s[i],也就是把該回文串「對折」以後的長度),比如s和p的對應關係:

s  #  1  #  2  #  2  #  1  #  2  #  3  #  2  #  1  #

p  1  2  1  2  5  2  1  4  1  2  1  6  1  2  1  2  1

(p.s. 可以看出,p[i]-1正好是原字串中回文串的總長度)

那麼怎麼計算p[i]呢?該演算法增加兩個輔助變數(其實乙個就夠了,兩個更清晰)id和mx,其中 id 為已知的 的回文子串的中心,mx則為id+p[id],也就是這個子串的右邊界。

然後可以得到乙個非常神奇的結論,這個演算法的關鍵點就在這裡了:如果mx > i,那麼p[i] >= min(p[2 * id - i], mx - i)。就是這個串卡了我非常久。實際上如果把它寫得複雜一點,理解起來會簡單很多:

//記j = 2 * id - i,也就是說 j 是 i 關於 id 的對稱點(j = id + (id - i))

if (mx - i > p[j]) 

p[i] = p[j];

else /* p[j] >= mx - i */

p[i] = mx - i; // p[i] >= mx - i,取最小值,之後再匹配更新。

當然光看**還是不夠清晰,還是借助圖來理解比較容易。

當 mx - i > p[j] 的時候,以s[j]為中心的回文子串包含在以s[id]為中心的回文子串中,由於 i 和 j 對稱,以s[i]為中心的回文子串必然包含在以s[id]為中心的回文子串中,所以必有 p[i] = p[j],見下圖。

當 p[j] >= mx - i 的時候,以s[j]為中心的回文子串不一定完全包含於以s[id]為中心的回文子串中,但是基於對稱性可知,下圖中兩個綠框所包圍的部分是相同的,也就是說以s[i]為中心的回文子串,其向右至少會擴張到mx的位置,也就是說 p[i] >= mx - i。至於mx之後的部分是否對稱,就只能老老實實去匹配了。

對於 mx <= i 的情況,無法對 p[i]做更多的假設,只能p[i] = 1,然後再去匹配了。

於是**如下:

//輸入,並處理得到字串s

int p[1000], mx = 0, id = 0;

memset(p, 0, sizeof(p));

for (i = 1; s[i] != '\0'; i++)

}//找出p[i]中最大的

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