最长回文子序列（LPS）

问题描述

回文序列(Palindromic sequence, Palindrome)是指 正向遍历和反向遍历完全相同的序列，例如字符串“AAAAA”显然是一个回文序列，又如字符串“ABC@CBA”也是一个回文序列。现在，我们要在一个（字符）序列中找出最长回文子序列的长度。例如字符序列"BBABCBCAB"，最长回文子序列是“BACBCAB”（可能不唯一），它的长度是7；子序列"BBBBB"和"BBABB"虽然也是回文序列，但却不是最长的，因此不合题意。

分析

对任意字符串，如果头和尾相同，那么它的最长回文子序列一定是去头去尾之后的部分的最长回文子序列加上头和尾。如果头和尾不同，那么它的最长回文子序列是去头的部分的最长回文子序列和去尾的部分的最长回文子序列的较长的那一个。

 

设字符串为s，f(i,j)表示s[i..j]的最长回文子序列。 

状态转移方程如下： 

当i>j时，f(i,j)=0。 

当i=j时，f(i,j)=1。 

当i

当i

由于f(i,j)依赖i+1，所以循环计算的时候，第一维必须倒过来计算，从s.length()-1到0。 

最后，s的最长回文子序列长度为f(0, s.length()-1)。

以"BBABCBCAB"为例：

（注：本程序的填表方向斜向左上，即从最后一行的最后开始到第一行最后一位）

代码

（时间复杂度O（n^2）），空间复杂度O（n^2））

 #include
 #include
 using namespace std;

 #define MAX 100
 #define max(a,b) (a)>(b)?(a):(b)

 int f[MAX][MAX]={0};

 void LPS_Length(char *s,int len)
 {
     for (int i=len-1;i>=0;i--)
     {
         //  当i=j时，f(i,j)==1
         f[i][i]=1;
         for (int j=i+1;j
         {
             //  当i
             if (s[i]==s[j])
                 f[i][j]=f[i+1][j-1]+2;
             else
                 //  当i
                 f[i][j]=max(f[i][j-1],f[i+1][j]);
         }
     }

 }
 int main()
 {
         char *str="abcffggcbda";//字符串长度不能超过100
         int len=strlen(str);
         LPS_Length(str,len);
         cout<//输出回文长序列度

     return 0;
 }

为进一步减小空间复杂度，我们发现计算第i行时只用到了第i+1行，这样我们便不需要n行，只需要2行即可。

起初先在第0行计算f[s.length()-1]，然后用第0行的结果计算f[s.length()-2]，再用第1行的结果计算f[s.length()-3]，以此类推。正在计算的那行设为flag，那么下一行就是1-flag。这种方法很巧妙。

当计算完成时，如果s.length()是奇数，则结果在第0行；如果是偶数，则结果在第1行。 

此空间复杂度为O(n)。

 #include
 #include
 using namespace std;

 #define MAX 100
 #define max(a,b) (a)>(b)?(a):(b)

 int f[2][MAX]={0};

 void LPS_Length(char *s,int len)
 {
     int flag=0;
     for (int i=len-1;i>=0;i--)
     {
         //  当i=j时，f(i,j)==1
         f[flag][i]=1;
         for (int j=i+1;j//一个for循环是一行，从i到len
         {
             //  当i
             if (s[i]==s[j])
                 f[flag][j]=f[1-flag][j-1]+2;
             else
                 //  当i
                 f[flag][j]=max(f[flag][j-1],f[1-flag][j]);
         }
         flag=1-flag;
     }

 }
 int main()
 {
         char *str="abcffgtmgcbda";//字符串长度不能超过100
         int len=strlen(str);
         LPS_Length(str,len);
         if(len%2 == 0)
             cout<//输出回文长序列度
         else
             cout<

     return 0;
 }

注：此题是求最长回文子序列，还有类似的题，求最长回文子串，解法类似： http://blog.csdn.net/u012243115/article/details/41854563。