LeetCode 之 回文子串

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回文字符串: 正着读和倒过来读一样的字符串

子字符串: 字符串中的由连续字符组成的一个序列

子序列: 不改变剩余字符顺序的情况下,删除某些字符或者不删除任何字符形成的一个序列

647. 回文子串

给你一个字符串 s ,请你统计并返回这个字符串中 回文子串 的数目。

回文字符串 是正着读和倒过来读一样的字符串。

子字符串 是字符串中的由连续字符组成的一个序列。

具有不同开始位置或结束位置的子串,即使是由相同的字符组成,也会被视作不同的子串。

示例 1:

输入:s = "abc"
输出:3
解释:三个回文子串: "a", "b", "c"

示例 2:

输入:s = "aaa"
输出:6
解释:6个回文子串: "a", "a", "a", "aa", "aa", "aaa"

1. 确定 dp 数组以及下标的含义

布尔类型的dp[i][j]:表示区间范围 [i,j] 的子串是否是回文子串,如果是dp[i][j]为true,否则为false。

2. 确定递推公式

整体上是两种,就是s[i]s[j]相等,s[i]s[j]不相等这两种。

当s[i]与s[j]不相等,dp[i][j]一定是false

当s[i]与s[j]相等时,有如下三种情况

  • 情况一:下标i 与 j相同,同一个字符例如a,当然是回文子串
  • 情况二:下标i 与 j相差为1,例如aa,也是文子串
  • 情况三:下标:i 与 j相差大于1的时候,例如cabac,此时s[i]s[j]已经相同了,我们看i到j区间是不是回文子串就看aba是不是回文就可以了,那么aba的区间就是 i+1j-1区间,这个区间是不是回文就看dp[i + 1][j - 1]是否为true。
if (s[i] == s[j]) {
    if (j - i <= 1) { // 情况一 和 情况二
        result++;
        dp[i][j] = true;
    } else if (dp[i + 1][j - 1]) { // 情况三
        result++;
        dp[i][j] = true;
    }
}

result 就是统计回文子串的数量。

因为在下面dp[i][j]初始化的时候,初始为false,所以当s[i]s[j]不相等的时候,不需要进行赋值。

3. dp 数组初始化

dp[i][j]初始化为false,即一开始全都不匹配。

4. 确定遍历顺序

从递推公式中可以看出,情况三是根据dp[i + 1][j - 1]是否为true,在对dp[i][j]进行赋值的。

从下到上,从左到右遍历,这样保证dp[i + 1][j - 1]都是经过计算的

for (let i = s.length - 1; i >= 0; i--) {  // 注意遍历顺序
  for (let j = i; j < s.length; j++) {
    if (s[i] == s[j]) {
      if (j - i <= 1) { // 情况一 和 情况二
        result++;
        dp[i][j] = true;
      } else if (dp[i + 1][j - 1]) { // 情况三
        result++;
        dp[i][j] = true;
      }
    }
  }
}

完整代码

let countSubstrings = function(s) {
  const len = s.length
  let count = 0
  const dp = Array.from(Array(len), () => Array(len).fill(false));

  for (let j = 0; j < len; j++) {
    for (let i = 0; i <= j; i++) {
      if (s[i] === s[j]) {
          if ((j - i) < 2) {
              dp[i][j] = true
          } else {
            dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1]
        }
        count += dp[i][j] ? 1 : 0
      } 
    }
  }

  return count;
}

516. 最长回文子序列

给你一个字符串 s ,找出其中最长的回文子序列,并返回该序列的长度。

子序列定义为:不改变剩余字符顺序的情况下,删除某些字符或者不删除任何字符形成的一个序列。

示例 1:

输入:s = "bbbab"
输出:4
解释:一个可能的最长回文子序列为 "bbbb" 。

示例 2:

输入:s = "cbbd"
输出:2
解释:一个可能的最长回文子序列为 "bb" 。

1. 确定dp数组以及下标的含义

dp[i][j]:字符串s在 [i, j] 范围内最长的回文子序列的长度为dp[i][j]

2. 确定递推公式

关键逻辑就是看s[i]与s[j]是否相同

如果s[i]与s[j]相同,那么dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2

如果s[i]s[j]不相同,说明s[i]s[j]的同时加入并不能增加[i,j]区间回文子串的长度,那么分别加入s[i]s[j]看看哪一个可以组成最长的回文子序列。

加入s[j]的回文子序列长度为dp[i + 1][j]

加入s[i]的回文子序列长度为dp[i][j - 1]

dp[i][j]一定是取最大的,即:dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1])

3. dp数组初始化

考虑当i 和j 相同的情况,从递推公式:dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2 可以看出递推公式是计算不到 i 和j相同时候的情况。

所以需要手动初始化一下,当i与j相同,那么dp[i][j]一定是等于1的,即:一个字符的回文子序列长度就是1。

其他情况dp[i][j]初始为0就行,这样递推公式:dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1])dp[i][j]才不会被初始值覆盖。

for (let i = 0; i < s.length; i++) {
  dp[i] = [];
  for (let j = 0; j < s.length; j++) {
    dp[i][j] = 0;
  }
  dp[i][i] = 1;
}

4. 确定遍历顺序

从递推公式dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]) 可以看出,dp[i][j]是依赖于dp[i + 1][j - 1]dp[i + 1][j]

也就是从矩阵的角度来说,dp[i][j] 下一行的数据。 所以遍历i的时候一定要从下到上遍历,这样才能保证,下一行的数据是经过计算的

for (let i = s.length - 1; i >= 0; i--) {
  for (let j = i + 1; j < s.length; j++) {
    if (s[i] == s[j]) {
      dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
    } else {
      dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
    }
  }
}

完整代码

var longestPalindromeSubseq = function (s) {
  let dp = [];
  for (let i = 0; i < s.length; i++) {
    dp[i] = [];
    for (let j = 0; j < s.length; j++) {
      dp[i][j] = 0;
    }
    dp[i][i] = 1;
  }
  for (let i = s.length - 1; i >= 0; i--) {
    for (let j = i + 1; j < s.length; j++) {
      if (s[i] === s[j]) {
        dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
      } else {
        dp[i][j] = Math.max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
      }
    }
  }
  return dp[0][s.length - 1];
}

5. 最长回文子串

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"

1. 确定dp数组以及下标的含义

dp[i][j]:字符串s在 [i, j] 范围内最长的回文子串的长度为dp[i][j]

2. 确定递推公式

s[i]s[j]相等,s[i]s[j]不相等这两种情况。

当s[i]与s[j]不相等,dp[i][j]一定是false

当s[i]与s[j]相等时,有如下三种情况

  • 情况一:下标i 与 j相同,同一个字符例如a,当然是回文子串
  • 情况二:下标i 与 j相差为1,例如aa,也是文子串
  • 情况三:下标:i 与 j相差大于1的时候,例如cabac,此时s[i]s[j]已经相同了,我们看i到j区间是不是回文子串就看aba是不是回文就可以了,那么aba的区间就是 i+1j-1区间,这个区间是不是回文就看dp[i + 1][j - 1]是否为true。

3. dp数组初始化

dp[i][j]初始化为0,即一开始全都不匹配。

4. 确定遍历顺序

从递推公式中可以看出,情况三是根据dp[i + 1][j - 1]是否为true,在对dp[i][j]进行赋值的。

从下到上,从左到右遍历,这样保证dp[i + 1][j - 1]都是经过计算的

在这个过程中不断比较已生成的回文字符串的长度,取最长的字符串。

完整代码

var longestPalindrome = function (s) {
  let n = s.length;
  let res = '';
  let dp = Array.from(new Array(n), () => new Array(n).fill(0));
  for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
    for (let j = i; j < n; j++) {
      dp[i][j] = s[i] === s[j] && (j - i < 2 || dp[i + 1][j - 1]);
      if (dp[i][j] && j - i + 1 > res.length) {
        res = s.substring(i, j + 1);
      }
    }
  }
  return res;
};
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