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Manacher 算法

程序员文章站 2024-03-16 12:54:40
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  • 求最长回文子串

最长公共子串动态规划

  • 时间复杂度过高
  • 原字符串与反转字符串相应位置的最长公共子串匹配
public String longestPalindrome(String s) {
	String reverse=new StringBuffer(s).reverse().toString(); //reverse
        if(s.equals(reverse)){
            return s;
        }
        String s1=new String();
        String s2=new String();
        int m;
        for(int j=s.length(),k=1;k<j;k++){       //从最长子串开始查找
            for(m=0;m<=k;m++){                   //逐渐后移
                s1=s.substring(m,j-k+m);
                s2=reverse.substring(k-m,j-m);   //相应位置的反转子串
                if(s1.equals(s2)){
                    return s1;
                }
            }
        }
        return "";
}

中心扩展法

  • 复杂度O(n2)
  • 奇数中心与偶数中心不同
public String longestPalindrome(String s) {
    if (s == null || s.length() < 1) return "";
    int start = 0, end = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        int len1 = expandAroundCenter(s, i, i);
        int len2 = expandAroundCenter(s, i, i + 1);
        int len = Math.max(len1, len2);
        if (len > end - start) {
            start = i - (len - 1) / 2;
            end = i + len / 2;
        }
    }
    return s.substring(start, end + 1);
}

private int expandAroundCenter(String s, int left, int right) {
    int L = left, R = right;
    while (L >= 0 && R < s.length() && s.charAt(L) == s.charAt(R)) {
        L--;
        R++;
    }
    return R - L - 1;
}

马拉车

  • 复杂度可达O(n)
  • 将奇数中心与偶数中心均转化为奇数中心 index
  • 最右边界 rightIndex
  • 回文半径数组 len[ ]
  • 避免匹配失败后的回退
public static String longestPalindrome(String string) {
//-----------------------------------
        //转换字符串
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("#");
        for (int i = 0; i < string.length(); i++) {
            stringBuilder.append(string.charAt(i));
            stringBuilder.append("#");
        }
        //-----------------------------------
        int rightIndex = 0;
        int centerIndex = 0;
        //求len中的最大
        int answer = 0;
        //answer最大时的中心
        int index = 0;
        int len[] = new int[stringBuilder.length() ];
        for (int i = 1; i < stringBuilder.length(); i++) {
            //当rightIndex > i,那么我们就在rightIndex - i 与len[2 * centerIndex - i](len[j]),取得最小值
            //因为当i + len[j] < rightIndex时,我们就把len[i]更新为len[j]
            //但是如果i + len[j] >= rightIndex时,我们暂且将len[i]定更新为rightIndex - i,超出的部分需要我们一个一个的匹配
            if (rightIndex > i) {
                len[i] = Math.min(rightIndex - i, len[2 * centerIndex - i]);
            } else {
                len[i] = 1;
            }
            //一个一个匹配
            //要么是超出的部分,要么是i > rightIndex
            while(i - len[i] >= 0 && i + len[i] < stringBuilder.length() && stringBuilder.charAt(i - len[i]) == stringBuilder.charAt(i + len[i])) {
                len[i]++;
            }
            //当 len[i] + i > rightIndex,我们需要更新centerIndex和rightIndex
            //至于为什么会这样做,理解一下rightIndex和centerIndex的含义
            if(len[i] + i > rightIndex) {
                rightIndex = len[i] + i;
                centerIndex = i;
            }
            if(len[i] > answer) {
                answer = len[i];
                index = i;
            }
        }
        //截取字符串
        //为什么index - answer + 1,因为len[i] - 1才是原来的回文字符串长度,而answer记录的是len中最大值
        return stringBuilder.substring(index - answer + 1, index + answer).replace("#", "");
    }