最長回文子串問題:給定乙個字串,求它的最長回文子串長度。如果乙個字串正著讀和反著讀是一樣的,那它就是回文串。
給定乙個字串,求它最長的回文子串長度,例如輸入字串'35534321',它的最長回文子串是'3553',所以返回 4。
最容易想到的辦法是列舉出所有的子串,然後一一判斷是否為回文串,返回最長的回文子串長度。不用我說,列舉實現的耗時是我們無法忍受的。那麼有沒有高效查詢回文子串的方法呢?答案當然是肯定的,那就是中心擴充套件法,選擇乙個元素作為中心,然後向外發散的尋找以該元素為圓心的最大回文子串。但是又出現了新的問題,回文子串的長度即可能是奇數,也可能好是偶數,對於長度為偶數的回文子串來說是不存在中心元素的。那是否有一種辦法能將奇偶長度的子串歸為一類,統一使用中心擴充套件法呢?它就是manacher演算法,在原字串中插入特殊字元,例如插入 #後原字串變成'#3#5#5#3#4#3#2#1#'。現在我們對新字串使用中心擴充套件發即可,中心擴充套件法得到的半徑就是子串的長度。
現在實現思路已經明確了,先轉化字串'35534321' ----> '#3#5#5#3#4#3#2#1#',然後求出以每個元素為中心的最長回文子串的長度。以下給出 python 實現:
#!/usr/bin/python# -*- coding: utf-8 -*-def max_substr(
string
): s_list = [s for s in
string]
string = '
#' + '
#'.join(s_list) + '#'
max_length = 0
length = len(string)
for index in range(0
, length):
r_length = get_length(string
, index)
if max_length max_length =r_length
return
max_length
def get_length(
string
, index):
# 迴圈求出index為中心的最長回文字串
length = 0
r_ = len(string)
for i in range(1,index+1
):
if index+i < r_ and string[index-i] == string[index+i]:
length += 1
else
:
break
return
length
if __name__ == "
__main__":
result = max_substr("
35534321")
print (result)
功能已經實現了,經過測試也沒有 bug,但是我們靜下心來想一想,目前的解法是否還有優化空間呢?根據目前的解法,我們求出了『35534321『中每個元素中心的最大回文子串。當遍歷到'4'時,我們已經知道目前最長的回文子串的長度 max_length 是 4,這是我們求出了以 4 為中心的最長回文子串長度是 3,它比 max_length 要小,所以我們不更新 max_length。換句話說,我們計算以 4 為中心的最長回文字串長度是做了無用功。這就是我們要優化的地方,既然某個元素的最長的回文子串長度並沒有超過 max_length,我們就沒有必要計算它的最長回文子串,在遍歷乙個新的元素時,我們要優先判斷以它為中心的回文子串的長度是否能超越 max_length,如果不能超過,就繼續遍歷下乙個元素。以下是優化後的實現:
#!/usr/bin/python
#-*- coding: utf-8 -*-
defmax_substr(string):
s_list = [s for s in
string]
string = '
#' + '
#'.join(s_list) + '#'
max_length =0
length =len(string)
for index in
range(0, length):
r_length =get_length2(string, index, max_length)
if max_length max_length =r_length
return
max_length
defget_length2(string, index, max_length): #
基於已知的最長字串求最長字串
#1.中心+最大半徑超出字串範圍, return
r_ =len(string)
if index + max_length >r_:
return
max_length #
2.無法超越最大半徑, return
l_string = string[index - max_length + 1 : index + 1]
r_string = string[index : index +max_length]
if l_string != r_string[::-1]:
return
max_length #
3.計算新的最大半徑
result =max_length
for i in
range(max_length, r_):
if index-i >= 0 and index+i < r_ and string[index-i] == string[index+i]:
result += 1
else
:
break
return result - 1
if__name__ == "
__main__":
result = max_substr("
35534321")
print (result)
leetcode上原題解答如下:
classsolution: #
從中心向外擴散
defhelper(self, s, l, r):
while l >= 0 and r < len(s) and s[l] ==s[r]:
l -= 1; r += 1
return s[l+1:r] #
o(n^2)時間複雜度方法
deflongestpalindrome(self, s):
res = ""
for i in
range(len(s)):
#單核回文如 "aba"
tmp =self.helper(s, i, i)
if len(tmp) >len(res):
res =tmp
#雙核回文如 "abba"
tmp = self.helper(s, i, i+1)
if len(tmp) >len(res):
res =tmp
return
res**:
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