最大回文子串算法Manacher

基础了解

  1. 回文串:是一个正读和反读都一样的字符串。例如:level ,asdffdsa
  2. 回文子串:字符串中,满足回文串条件的子串

优势

  1. 不用关注字符串的奇偶性
  2. 线性查找,每一个字符的回文串长度查找都只需一次,时间复杂度为O(n)

如何进行字符串处理

  1. 通过对字符串进行预处理,即在每一个字符前后都插上相同的符号,这样会让字符串都变成奇数长度。

abcde ---> #a#b#c#d#e#
abcd ---> #a#b#c#d#

求最大回文子串思路

  1. 求每一个字符所能获得的最大回文串的半径
  2. 根据半径-1,就可以得到以该字符为中心的最长回文串长度(半径-1)

为什么字符的最长回文子串会是半径-1

  • 观察下面子串
    *char: *字符串的各个字符
    *RL: *以该字符为中心,获取回文子串半径(如果只有自身,为1)
    *i: *字符序号
char # a # b # a #
RL 1 2 1 4 1 2 1
RL-1 0 1 0 3 0 1 0
i 0 1 2 3 4 5 6
  • 以b字符为例,b字符的回文子串有#a#b#a# ,去掉加入的#,实际上为aba(3个)。b的半径按从左到右为b#a#(4个),所以,字符的最长回文子串为RL(半径-1)
  • (#a#b#a#)中#跟a对应,#跟b对应,#跟a对应,所以字符的回文长度可为(L(回文串长度)-1)/2。先去掉一个#,剩下的对半除以2后,就是真正的字符串了。

通过上面的分析,发现只要获得字符的回文串半径,就能够计算并获得最长的回文子串

如何计算回文子串半径?

  1. "材料准备"
    1.1 i:字符序号
    1.2 max_string_id:最大回文子串的字符的位置
    1.3 max_string_length_id:最大回文子串,所能触及的最右一个字符的位置
    1.4 2max_string_length_id-max_string_id:最大回文子串,所能触及的最左一个字符的位置
    1.5 Len:存储改造后的字符的
    数组*
    1.6 j:i以max_string_id中心的对称点
  2. 两种情况分析
    2.1 i
    那么找到i相对于max_string_id的对称位置,设为j,那么如果Len[j]
最大回文子串算法Manacher_第1张图片
first.jpg

那么说明以j为中心的回文串一定在以max_string_id为中心的回文串的内部,且j和i关于位置max_string_id对称,由回文串的定义可知,一个回文串反过来还是一个回文串,所以以i为中心的回文串的长度至少和以j为中心的回文串一样,即Len[i]>=Len[j]。因为Len[j]


如果Len[j]>=max_string_length_id-i,由对称性,说明以i为中心的回文串可能会延伸到max_string_length_id之外,而大于max_string_length_id的部分我们还没有进行匹配,所以要从max_string_length_id+1位置开始一个一个进行匹配,直到发生失配,从而更新max_string_length_id和对应的max_string_id以及Len[i]。

最大回文子串算法Manacher_第2张图片
second.jpg

2.2 i>max_string_id
如果i比max_string_length_id还要大,说明对于中点为i的回文串还一点都没有匹配,这个时候,就只能老老实实地一个一个匹配了,匹配完成后要更新max_string_length_id的位置和对应的max_string_id以及Len[i]。

最大回文子串算法Manacher_第3张图片
third.jpg

代码加工中...


借鉴如下博文,如有兴趣可以查看
http://blog.csdn.net/dyx404514/article/details/42061017

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