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Java Longest Palindromic Substring(最长回文字符串)
如果一个字符串从左向右写和从右向左写是一样的,这样的字符串就叫做palindromic string,如aba,或者abba。本题是这样的,给定输入一个字符串,要求输出一个子串,使得子串是最长的padromic string。
下边提供3种思路
1.两侧比较法
以abba这样一个字符串为例来看,abba中,一共有偶数个字,第1位=倒数第1位,第2位=倒数第2位......第N位=倒数第N位
以aba这样一个字符串为例来看,aba中,一共有奇数个字符,排除掉正中间的那个字符后,第1位=倒数第1位......第N位=倒数第N位
所以,假设找到一个长度为len1的子串后,我们接下去测试它是否满足,第1位=倒数第1位,第2位=倒数第2位......第N位=倒数第N位,也就是说,去测试从头尾到中点,字符是否逐一对应相等。
public class LongestPalindromicSubString1 { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(longestPalindrome1("babcbabcbaccba")); } public static String longestPalindrome1(String s) { int maxPalinLength = 0; String longestPalindrome = null; int length = s.length(); // check all possible sub strings for (int i = 0; i < length; i++) { for (int j = i + 1; j < length; j++) { int len = j - i; String curr = s.substring(i, j + 1); if (isPalindrome(curr)) { if (len > maxPalinLength) { longestPalindrome = curr; maxPalinLength = len; } } } } return longestPalindrome; } public static boolean isPalindrome(String s) { for (int i = 0; i < s.length() - 1; i++) { if (s.charAt(i) != s.charAt(s.length() - 1 - i)) { return false; } } return true; } } </span>
2.动态规划法
假设dp[ i ][ j ]的值为true,表示字符串s中下标从 i 到 j 的字符组成的子串是回文串。那么可以推出:
dp[ i ][ j ] = dp[ i + 1][ j - 1] && s[ i ] == s[ j ]。
这是一般的情况,由于需要依靠i+1, j -1,所以有可能 i + 1 = j -1, i +1 = (j - 1) -1,因此需要求出基准情况才能套用以上的公式:
a. i + 1 = j -1,即回文长度为1时,dp[ i ][ i ] = true;
b. i +1 = (j - 1) -1,即回文长度为2时,dp[ i ][ i + 1] = (s[ i ] == s[ i + 1])。
有了以上分析就可以写出代码了。需要注意的是动态规划需要额外的O(n2)的空间。
public class LongestPalindromicSubString2 { public static String longestPalindrome2(String s) { if (s == null) return null; if(s.length() <=1) return s; int maxLen = 0; String longestStr = null; int length = s.length(); int[][] table = new int[length][length]; //every single letter is palindrome for (int i = 0; i < length; i++) { table[i][i] = 1; } printTable(table); //e.g. bcba //two consecutive same letters are palindrome for (int i = 0; i <= length - 2; i++) { //System.out.println("i="+i+" "+s.charAt(i)); //System.out.println("i="+i+" "+s.charAt(i+1)); if (s.charAt(i) == s.charAt(i + 1)){ table[i][i + 1] = 1; longestStr = s.substring(i, i + 2); } } System.out.println(longestStr); printTable(table); //condition for calculate whole table for (int l = 3; l <= length; l++) { for (int i = 0; i <= length-l; i++) { int j = i + l - 1; if (s.charAt(i) == s.charAt(j)) { table[i][j] = table[i + 1][j - 1]; if (table[i][j] == 1 && l > maxLen) longestStr = s.substring(i, j + 1); } else { table[i][j] = 0; } printTable(table); } } return longestStr; } public static void printTable(int[][] x){ for(int [] y : x){ for(int z: y){ //System.out.print(z + " "); } //System.out.println(); } //System.out.println("------"); } public static void main(String[] args) { System.out.println(longestPalindrome2("1263625"));//babcbabcbaccba } }</span>
3.中心扩展法
因为回文字符串是以中心轴对称的,所以如果我们从下标 i 出发,用2个指针向 i 的两边扩展判断是否相等,那么只需要对0到
n-1的下标都做此操作,就可以求出最长的回文子串。但需要注意的是,回文字符串有奇偶对称之分,即"abcba"与"abba"2种类型,
因此需要在代码编写时都做判断。
设函数int Palindromic ( string &s, int i ,int j) 是求由下标 i 和 j 向两边扩展的回文串的长度,那么对0至n-1的下标,调用2次此函数:
int lenOdd = Palindromic( str, i, i ) 和 int lenEven = Palindromic (str , i , j ),即可求得以i 下标为奇回文和偶回文的子串长度。
接下来以lenOdd和lenEven中的最大值与当前最大值max比较即可。
这个方法有一个好处是时间复杂度为O(n2),且不需要使用额外的空间。
public class LongestPalindromicSubString3 { public static String longestPalindrome(String s) { if (s.isEmpty()) { return null; } if (s.length() == 1) { return s; } String longest = s.substring(0, 1); for (int i = 0; i < s.length(); i++) { // get longest palindrome with center of i String tmp = helper(s, i, i); if (tmp.length() > longest.length()) { longest = tmp; } // get longest palindrome with center of i, i+1 tmp = helper(s, i, i + 1); if (tmp.length() > longest.length()) { longest = tmp; } } return longest; } // Given a center, either one letter or two letter, // Find longest palindrome public static String helper(String s, int begin, int end) { while (begin >= 0 && end <= s.length() - 1 && s.charAt(begin) == s.charAt(end)) { begin--; end++; } String subS = s.substring(begin + 1, end); return subS; } public static void main(String[] args) { System.out.println(longestPalindrome("ABCCBA"));//babcbabcbaccba } }</span>