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lintcode最长回文子串(Manacher算法)

给出一个字符串(假设长度最长为1000),求出它的最长回文子串,你可以假定只有一个满足条件的最长回文串。

给出字符串 <code>"abcdzdcab"</code>,它的最长回文子串为 <code>"cdzdc"</code>。

O(n2) 时间复杂度的算法是可以接受的,如果你能用 O(n) 的算法那自然更好。

思路:dp[i][k]表示第i个位置开始长度为k的串的最大回文串的长度, j=i+k-1

     当 s[i] == s[j] &amp;&amp; dp[i+1][k-2] == k-2,  dp[i][k] = dp[i+1][k-2] + 2;

     否则  dp[i][k] = max(dp[i+1][k-1], dp[i][k-1]);

     并记录dp[i][k]的最大值,最后找到最长回文子串的区间。

  用一个数组 P[i] 来记录以字符S[i]为中心的最长回文子串向左/右扩张的长度(包括S[i])。

  这个算法不能求出最长回文串长度为偶数回文串。用一个非常巧妙的方式,将所有可能的奇数/偶数长度的回文子串都转换成了奇数长度:在相邻两个字符之间插入一个特殊的符号。比如 abba 变成 a#b#b#a。 为了进一步减少编码的复杂度,可以在字符串的开始加入另一个特殊字符,这样就不用特殊处理越界问题,比如$a#b#b#a。

  S[]     1  #  2  #  2  #  1  #  2  #  3  #  2  #  1

  P[]     1  1   2  1  2   1  4  1  2  1  5  1   2  1  1

  (p.s. 可以看出,P[i]-1正好是原字符串中回文串的总长度)

如果不对字符进行处理, 对于最长回文串为偶数的情况下:

  S[]     1  2  1  1  2  1

  P[]     1  2  1  1  2  1

对字符进行处理,对于最长回文串为偶数的情况下:

  S[]     1  #  2  #  1  #  1  #  2  #  1

  P[]     1  1   3  1  2  6   2  1  3  1  1

可见不对字符进行处理,对于最长回文串为偶数的情况是不能得到最大的回文串的长度。

  算法增加两个辅助变量id和mx,其中id表示最大回文子串中心的位置,mx则为id+P[id],也就是最大回文子串的边界。

  当 mx - i &gt; P[j] 的时候,以S[j]为中心的回文子串包含在以S[id]为中心的回文子串中,由于 i 和 j 对称,以S[i]为中心的回文子串必然包含在以S[id]为中心的回文子串中,所以必有 P[i] = P[j],见下图。

              

lintcode最长回文子串(Manacher算法)

  当 P[j] &gt; mx - i 的时候,以S[j]为中心的回文子串不完全包含于以S[id]为中心的回文子串中,但是基于对称性可知,下图中两个绿框所包围的部分是相同的,也就是说以S[i]为中心的回文子串,其向右至少会扩张到mx的位置,也就是说 P[i] &gt;= mx - i。至于mx之后的部分是否对称,就只能一个一个匹配了。

lintcode最长回文子串(Manacher算法)

  对于 mx &lt;= i 的情况,无法对 P[i]做更多的假设,只能P[i] = 1,然后再去匹配了。

  看一种情况:

    S[]     1  #  2  #  2  

    P[]     1  1   2  2  1 

  首先, P中的最大值为2,但是最大值有两个,我们应该选择哪一个?其实,如果P中的最大值对应的字符不是'#',显然不能得到最大长度的回文串。所以当我们遇到这种情况时(maxP == P[i] &amp;&amp; S[i]=='#')要更新最大值所在位置。

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