求字串的最長回文字串

2021-08-16 09:27:13 字數 2538 閱讀 5237

題目描述:現給定乙個已知的字串str,現在想要在o(n)的時間複雜度之內求出乙個最長的回文子字串(正著和倒著順序讀一致)。

演算法總結第三彈 manacher演算法,前面講了兩個字串相演算法——kmp和拓展kmp,這次來還是來總結乙個字串演算法,manacher演算法,我習慣叫他 「馬拉車」演算法。

相對於前面介紹的兩個

演算法,manacher

演算法的應用範圍要狹窄得多,但是它的思想和拓展kmp

演算法有很多共通支出,所以在這裡介紹一下。

manacher

演算法是查詢乙個字串的最長回文子串的線性演算法。

在介紹演算法之前,首先介紹一下什麼是回文串,所謂回文串,簡單來說就是正著讀和反著讀都是一樣的字串,比如abba,noon等等,乙個字串的最長回文子串即為這個字串的子串中,是回文串的最長的那個。

下面介紹manacher演算法的原理與步驟。

首先,manacher演算法提供了一種巧妙地辦法,將長度為奇數的回文串和長度為偶數的回文串一起考慮,具體做法是,在原字串的每個相鄰兩個字元中間插入乙個分隔符,同時在首尾也要新增乙個分隔符,分隔符的要求是不在原串中出現,一般情況下可以用#號。下面舉乙個例子:

manacher演算法用乙個輔助陣列len[i]表示以字元t[i]為中心的最長回文字串的最右字元到t[i]的長度,比如以t[i]為中心的最長回文字串是t[l,r],那麼len[i]=r-i+1。

對於上面的例子,可以得出len[i]陣列為:

len陣列有乙個性質,那就是len[i]-1就是該回文子串在原字串s中的長度,至於證明,首先在轉換得到的字串t中,所有的回文字串的長度都為奇數,那麼對於以t[i]為中心的最長回文字串,其長度就為2*len[i]-1,經過觀察可知,t中所有的回文子串,其中分隔符的數量一定比其他字元的數量多1,也就是有len[i]個分隔符,剩下len[i]-1個字元來自原字串,所以該回文串在原字串中的長度就為len[i]-1。

首先從左往右依次計算len[i],當計算len[i]時,len[j](0<=j

第一種情況:i<=p

那麼找到i相對於po的對稱位置,設為j,那麼如果len[j]

那麼說明以j為中心的回文串一定在以po為中心的回文串的內部,且j和i關於位置po對稱,由回文串的定義可知,乙個回文串反過來還是乙個回文串,所以以i為中心的回文串的長度至少和以j為中心的回文串一樣,即len[i]>=len[j]。因為len[j]

如果len[j]>=p-i,由對稱性,說明以i為中心的回文串可能會延伸到p之外,而大於p的部分我們還沒有進行匹配,所以要從p+1位置開始乙個乙個進行匹配,直到發生失配,從而更新p和對應的po以及len[i]。

第二種情況: i>p

如果i比p還要大,說明對於中點為i的回文串還一點都沒有匹配,這個時候,就只能老老實實地乙個乙個匹配了,匹配完成後要更新p的位置和對應的po以及len[i]。

**實現

public static void 

main(string args)

public static int

getpalindromelength(string str)

// rad[i]表示以i為中心的回文的最大半徑,i至少為1,即該字元本身

int rad = new int[newstr.length()];

// right表示已知的回文中,最右的邊界的座標

int right = -1

;// id表示已知的回文中,擁有最右邊界的回文的中點座標

int id = -1

;// 2.計算所有的rad

// 這個演算法是o(n)的,因為right只會隨著裡層while的迭代而增長,不會減少。

for (int i = 0

; i < newstr.length(); i ++)

// 2.2.嘗試更大的半徑

while (i - r >= 0 && i + r < newstr.length() && newstr.charat(i - r) == newstr.charat(i + r))

// 2.3.更新邊界和回文中心座標

if (i + r - 1> right)

rad[i] = r;

} // 3.掃瞄一遍rad陣列,找出最大的半徑

int maxlength = 0

;for (int r : rad)

}return maxlength - 1

;}

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