最长回文子串

最长回文子串

动态规划法

2.1问题分析

​ 对于一个子串而言,如果它是回文串,并且长度大于 2,那么将它首尾的两个字母去除之后,它仍然是个回文串。例如对于字符串 “ababa”,如果我们已经知道 “bab” 是回文串,那么“ababa” 一定是回文串,这是因为它的首尾两个字母都是 “a”。

​ 动态规划有三要素

  • (1)状态: dp [i] [j] 表示字符串 s[i…j] 是否是回文的。
  • (2)状态转移方程: dp [i] [j] = dp [i+1] [j-1] and s [i]==s[j]
  • (3)边界条件:j - i < 3 , 即子串的长度为 1 或 2

2.2 算法思路

字符 b a b a b
下标 0 1 2 3 4
  • 数组dp: 创建一个二维数组dp。dp [i] [j] 表示字符串 s[i…j] 是否是回文的。
  • 初始化 dp[i] [i] = TRUE,其余为flase
0 1 2 3 4
0 TRUE
1 TRUE
2 TRUE
3 TRUE
4 TRUE
  • 状态转移方程: dp [i] [j] = (dp [i+1] [j-1] and (s[i]==s[j] or j - i < 3 ))

  • 填数组dp:

    • 由于状态转移取决于其左下角元素,故先序填列,再升序填行

最长回文子串_第1张图片

  • 每填一个true,都更新max_len = max(max_len,j-i+1) ,以及 begin

  • 结果:

左/右边界下标 0 1 2 3 4
0 TRUE FALSE TRUE FALSE TRUE
1 TRUE FALSE TRUE FALSE
2 TRUE FALSE TRUE
3 TRUE FALSE
4 TRUE
  • 返回 s[begin:begin+max_len]

2.3 代码实现

class Solution:
    def longestPalindrome(self, s: str) -> str:
        n = len(s)# 字符串长度

        if n < 2:
            return s
        
        max_len = 1
        begin = 0 #左指针
        # dp[i][j] 表示 s[i..j] 是否是回文串
        dp = [[False] * n for _ in range(n)]
        for i in range(n):
            dp[i][i] = True
        
        # 递推开始
        # 先枚举子串长度
        for L in range(2, n + 1):
            # 枚举左边界,左边界的上限设置可以宽松一些
            for i in range(n):
                # 由 L 和 i 可以确定右边界,即 j - i + 1 = L 得
                j = L + i - 1
                # 如果右边界越界,就可以退出当前循环
                if j >= n:
                    break
                    
                if s[i] != s[j]:
                    dp[i][j] = False 
                else:
                    if j - i < 3:
                        dp[i][j] = True
                    else:
                        dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1]
                
                # 只要 dp[i][L] == true 成立,就表示子串 s[i..L] 是回文,此时记录回文长度和起始位置
                if dp[i][j] and j - i + 1 > max_len:
                    max_len = j - i + 1
                    begin = i
        return s[begin:begin + max_len]

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