5. 最长回文子串

题目描述

给你一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串。

示例 1:
输入:s = "babad"
输出:"bab"
解释:"aba" 同样是符合题意的答案。

示例 2:
输入:s = "cbbd"
输出:"bb"

示例 3:
输入:s = "a"
输出:"a"

示例 4:
输入:s = "ac"
输出:"a"

暴力破解

将所有的子串全部列出来,判断是否为回文子串,由于复杂度较高,这里不提供具体代码,可以点击这里查看。

动态规划

动态规划的核心思路就是把问题使用相同的方法逐步缩小。这个问题中的回文子串可以不断进行缩小直到可以直接解决:

对于长度为1的子串,它显然是个回文串;对于长度为2的子串,只要它的两个字母相同,它就是一个回文串。因此我们就可以写出动态规划的边界条件:

综上,代码可以写成:

string longestPalindrome(string s) {
        int n = s.size();
        if (n < 2) {//如果只有一个或没有元素直接返回
            return s;
        }
        int maxLen = 1;
        int begin = 0;//  用begin和maxLen定位回文子串

        // dp[i][j] 表示 s[i..j] 是否是回文串
        vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(n));
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            dp[i][i] = true;// 初始化:所有长度为 1 的子串都是回文串
        }

        // 递推开始,先枚举子串长度,把不同长度的子串是否为回文都求出来
        for (int L = 2; L <= n; L++) {
            // 枚举左边界,左边界的上限设置可以宽松一些
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                // 由 L 和 i 可以确定右边界,即 j - i + 1 = L 
                int 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) {//在前一个if不对情况下,长度小于等于3的子串都是回文子串
                        dp[i][j] = true;
                    } else {
                        dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1];//不对就缩小范围
                    }
                }

                // 只要 dp[i][L] == true 成立,就表示子串 s[i..L] 是回文,记录其中最大的值
                if (dp[i][j] && j - i + 1 > maxLen) {
                    maxLen = j - i + 1;
                    begin = i;
                }
            }
        }
        return s.substr(begin, maxLen);
    }

中心拓展法

我们知道回文串一定是对称的,所以我们可以每次循环选择一个中心,进行左右扩展,判断左右字符是否相等即可。

从中间进行拓展
pair<int, int> expandAroundCenter(const string& s, int left, int right) {
        while (left >= 0 && right < s.size() && s[left] == s[right]) {
            --left;
            ++right;
        }
        return {left + 1, right - 1};
    }

    string longestPalindrome(string s) {
        int start = 0, end = 0;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            auto [left1, right1] = expandAroundCenter(s, i, i);
            auto [left2, right2] = expandAroundCenter(s, i, i + 1);
            if (right1 - left1 > end - start) {//下面不停求最大的那个即可
                start = left1;
                end = right1;
            }
            if (right2 - left2 > end - start) {
                start = left2;
                end = right2;
            }
        }
        return s.substr(start, end - start + 1);
    }

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