10.Manacher算法(用于解决回文子串问题)

2023-05-16

Manacher算法

1.Manacher算法解决的问题

字符串str中,最长回文子串的长度如何求解?如何做到时间复杂度O(N)完成?

回文序列是从左往右和从右往左看一样,如abba,从左往右是abba,从右往左也是abba一样。

测试用例:abc12320de1,最长回文子串为232,长度为2.

1.1一般想到的解法

以每一个位置为对称轴向两边扩展,看看以每个位置为中心能扩多大。

例如:a121b11311c

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FuoBYvdc-1650859091024)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650286307450.png)]

但是这个思路只能找到长度为奇数的回文,不能找到长度为偶数的回文。

例如:0110

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vSOjygm0-1650859091025)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650286315475.png)]

按这种方法不能找到长度为偶数的回文0110。

1.2改善方法

可以在原始字符串左右两边和每两个字符串之间加上特殊字符。

例如:122131221

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QYz6gak7-1650859091025)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650286325811.png)]

将扩完的回文长度除以2就能得到原串回文长度,这样不仅能找到奇数串回文长度也能找到偶数串回文长度。时间复杂度为O(N^2)。

2.Manacher算法

2.1回文半径、回文直径和回文半径数组

回文半径和回文直径的定义:

  • 回文直径:以一个字符为中心往两边括出来整个区域的大小叫回文直径。
  • 回文半径:以一个字符为中心往两边括出来一半区域的大小**(包括中心字符)**叫回文半径。

例如:#a#1#2#1#b#,以2为中心往两边扩回文直径为7,回文半径为4.

回文半径数组:从字符串左往右遍历,将每个字符的回文半径记录下来放进一个数组里就组成了一个回文半径数组。

如#a#1#2#1#b#的回文半径数组为:[1 2 1 2 1 4 1 2 1 2 1].

2.2之前扩的所有位置中所到达的最右回文右边界及中心点

名字比较拗口,举个例子:

例如:#1#2#2#1#...

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4XkZHMEX-1650859091025)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650288139626.png)]

$$

R = max(R, 下标 + 回文半径 - 1)
​ ​
C = R ➗ 2
$$

2.3Manacher算法过程

①来到一个位置,不在最右回文边界里,暴力扩,没有优化。

②有优化:来到一个位置,在最右回文边界里,一定存在下述关系,i在中心点c和最右回文边界R中间,画出i关于c的对称点i’,根据i’的状况可以分为几个小类。

​ 1)i’ 的回文区域∈[L,R],此时i的回文半径等于i’的回文半径。(由于逆序关系)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yldcNnk6-1650859091026)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650854718815.png)]

​ 2)i’的回文区域超出了L的左侧,此时i的回文半径等于R-i+1

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tsl6SHvd-1650859091026)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650854728829.png)]

​ 3)i’的回文区域左边界与L相同,则R’到R这一段一定是回文,但R’往左R往右的区域还需继续验证。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-N7m5fcjY-1650859091026)(C:\Users\ThinkStation K\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1650854908756.png)]

2.4代码

//将原始串变成处理串
string manacherString(string str) {
    string res;
    int index = 0;
    int size = str.size() * 2 + 1; //扩展后的字符串长度
    for (int i = 0; i != size; ++i) {
        res += (i % 2 == 0) ? '#' : str[index++];
    }
    return res;
}

//返回最长回文子串长度
int maxLcpsLength(string s) {
    if (s.size() == 0) {
        return 0;
    }
    string str = manacherString(s); //1221->#1#2#2#1#
    vector<int> pArr(str.size()); //回文半径数组
    int C = -1; //中心
    int R = -1; //回文右边界的右一个位置,最右的有效区域是R-1
    int maxValue = INT32_MIN;
    
    for (int i = 0; i != str.size(); ++i) { //求每个位置的回文半径
        //pArr[i]不用验证的区域
        //R > i表示i在R内,根据第二种情况的三个小情况优化;
        //否则i在R外,暴力扩,回文子串长度至少为1。
        pArr[i] = R > i ? min(pArr[2 * C - i], R - i) : 1;
        
        while (i + pArr[i] < str.size() && i - pArr[i] > -1) {
            if (str[i + pArr[i]] == str[i - pArr[i]]) {
                pArr[i]++;
            } else {
                break;
            }
        }
        
        if (i + pArr[i] > R) {
            R = i + pArr[i];
            C = i;
        }
        maxValue = max(maxValue, pArr[i]); 
    }
    return maxValue - 1;
}

3.例题

Manacher算法精髓在于其Manacher数组,不仅可以解决最长回文子序列问题,还能用于解决更多回文序列的问题。

【例题】: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”

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/palindromic-substrings

class Solution {
public:
        //将原始串变成处理串
    string manacherString(string str) {
        string res;
        int index = 0;
        int size = str.size() * 2 + 1; //扩展后的字符串长度
        for (int i = 0; i != size; ++i) {
            res += (i % 2 == 0) ? '#' : str[index++];
        }
        return res;
    }

    //返回最长回文子串长度
    vector<int> maxLcpsLength(string s) {
        if (s.size() == 0) {
            return {};
        }
        string str = manacherString(s); //1221->#1#2#2#1#
        vector<int> pArr(str.size()); //回文半径数组
        int C = -1; //中心
        int R = -1; //回文右边界的右一个位置,最右的有效区域是R-1
        
        for (int i = 0; i != str.size(); ++i) { //求每个位置的回文半径
            //pArr[i]不用验证的区域
            //R > i表示i在R内,根据第二种情况的三个小情况优化;
            //否则i在R外,暴力扩,回文子串长度至少为1。
            pArr[i] = R > i ? min(pArr[2 * C - i], R - i) : 1;
            
            while (i + pArr[i] < str.size() && i - pArr[i] > -1) {
                if (str[i + pArr[i]] == str[i - pArr[i]]) {
                    pArr[i]++;
                } else {
                    break;
                }
            }
            
            if (i + pArr[i] > R) {
                R = i + pArr[i];
                C = i;
            }
        }
        return pArr;
    }
    int countSubstrings(string s) {
        int res = 0;
        vector<int> pArr = maxLcpsLength(s);
        for (int i : pArr) {
            res += i / 2;
        }
        return res;
    }
};
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

10.Manacher算法(用于解决回文子串问题) 的相关文章

  • stm32使用MPU6050读取温度值验证I2C

    通过MPU6050测温来进行I2C的验证学习 关于MPU6050寄存器相关可以参考https blog csdn net he yuan article details 76559569 I2C时序很多 xff0c 我是直接以原子I2C的程
  • String的长度限制

    String的长度 是有限制的 String存储 String其实是使用的一个char类型的数组来存储字符串中的字符的 看看字符串返回长度的方法 返回值类型是int类型 其长度最大限制为2 31 1 xff0c 那么说明了数组的长度是0 2
  • 通过isapi协议抓拍图片

    PC端通过isapi协议抓拍摄像头图片 说明 xff1a 1 isapi协议类似于http协议 2 通过isapi协议抓拍图片要经过这几个步骤 2 1 先创建socket xff0c 再连接服务器 xff08 也就是摄像机 xff09 co
  • yolo|使输出的结果txt含目标的四个坐标信息及类别置信度

    最近参加的智能船舶挑战赛对结果的格式要求 xff1a 包含目标边界框从左上角开始的顺时针标注点坐标 xff0c 目标类别以及目标类别分数 xff0c 并用空格分开 如下图所示 xff1a 故对yolov5的detect py进行修改 xff
  • 平台开发——安装海康摄像头(2402系列球机)并实现对其RTSP的推流

    本次购入了一台海康2402系列球机 xff08 DS 2DC2402IW D3 W xff09 xff0c 对设备进行了激活 设置及简要操作 xff0c 在服务器上对其进行了推流 购买摄像头 本次购买了海康威视DS 2DC2402IW D3
  • TIPS:Ubuntu 系统python版本切换

    1 查看 xff08 1 xff09 查看系统中存在的python版本 xff1a ls usr bin python xff08 2 xff09 查看系统默认版本 xff1a python version 2 修改 xff08 1 xff
  • 报错:CommandNotFoundError: Your shell has not been properly configured to use ‘conda activate‘.

    新安装anaconda xff0c 输入 conda activate 报错 终端输入 xff1a source activate source deactivate conda activate
  • Windows下C++调用Http接口

    1 WininetHttp h span class token macro property span class token directive keyword pragma span once span span class toke
  • ubuntu系统 PyImport_ImportModule 返回 NULL

    原因 xff1a 1 python文件出错 2 python文件路径出错 在PyImport ImportModule命令前添加语句 PyRun SimpleString 34 import sys 34 PyRun SimpleStrin
  • ModuleNotFoundError:No module named

    经典报错 xff1a ModuleNotFoundError No module named XXX 但通过conda list 可以发现相关第三方包 在程序中添加路径 import sys sys path append 39 三方包路径
  • Iterator迭代器

    1 迭代器的概述 迭代器 是一种通用的遍历集合 取出集合中元素的方式 迭代器由来 集合有很多种 每种集合的数据结构是不同的 数组 链表 哈希表 集合取出元素的方式也不同 我们不可能为每种集合都定义一种取出元素的方式 浪费 所以我们就可以使用
  • strcat函数将两个字符串拼接在一起

    span class token macro property span class token directive keyword include span span class token string 34 pch h 34 span
  • 4、C语言结构体使用---链表

    结构体 1 掌握结构体的概念和用法 2 掌握结构体数组和结构体指针 3 掌握包含结构体的结构体 4 掌握结构体搭建链表方法 5 掌握结构体及链表在产品应用场景 结构体的概念 比如说学生的信息 xff0c 包含了学生名称 学号 性别 年龄等信
  • 爬虫之爬取百度贴吧

    爬虫之爬取百度贴吧 直接示例代码 xff1a import requests from lxml import html etree 61 html etree from lxml import etree class Tieba obje
  • 正则表达式匹配开头和结尾(^、$、[^指定字符])

    1 匹配开头和结尾 代码功能 匹配字符串开头 匹配字符串结尾 示例1 xff1a 需求 xff1a 匹配以数字开头的数据 import re 匹配以数字开头的数据 match obj 61 re match 34 d 34 34 1hell
  • re.sub()用法详解

    源代码 参数及其意义 xff1a def sub pattern repl string count 61 0 flags 61 0 34 34 34 Return the string obtained by replacing the
  • BERT模型的详细介绍

    1 BERT 的基本原理是什么 xff1f BERT 来自 Google 的论文Pre training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding xff0c
  • 自然语言处理(NLP)之使用TF-IDF模型计算文本相似度

    自然语言处理 NLP 之使用TF IDF模型计算文本相似度 所用数据集 xff1a ChnSentiCorp htl all csv 语料库即存放稀疏向量的列表 要注意的是 xff0c 搜索文本text与被检索的文档共用一个特征词词典 NL
  • C++中关于类重复定义的分析和解决方法

    在C 43 43 中将类以及类中的成员函数的声明放在 h的头文件中 xff0c 而将类中成员函数的定义 xff08 即实现代码 xff09 放在 cpp的源文件中 xff0c 这样我们的程序设计起来更加的模块化 xff0c 但是 xff0c
  • re.search()用法详解

    re search xff1a 匹配整个字符串 xff0c 并返回第一个成功的匹配 如果匹配失败 xff0c 则返回None pattern 匹配的规则 string 要匹配的内容 flags 标志位 这个是可选的 就是可以不写 可以写 比

随机推荐

  • re.findall()用法详解

    re findall xff1a 函数返回包含所有匹配项的列表 返回string中所有与pattern相匹配的全部字串 xff0c 返回形式为数组 示例代码1 xff1a 打印所有的匹配项 import re s 61 34 Long li
  • Linux系统中创建虚拟环境详解

    1 方法一 1 1 安装虚拟环境的命令 xff1a sudo pip install virtualenv sudo pip install virtualenvwrapper 1 2 安装完虚拟环境后 xff0c 如果提示找不到mkvir
  • 使用python将图片改为灰度图或黑白图

    使用python将图片改为灰度图或黑白图有三种方式 xff0c 分别是是使用cv2库和PIL库来实现 xff0c 详细过程如下所示 1 使用cv2库将图片改为灰度图 在使用cv2进行读取原彩色图片时 xff0c 在里面添加一个参数cv2 I
  • 虚拟机中windows镜像下载与安装

    镜像文件下载 xff1a 链接 xff1a https pan baidu com s 1VKWMHHCGRwWXk2GpxyUp0A 提取码 xff1a shlg 注意 xff1a 虚拟机中的镜像和本地电脑系统安装的镜像是一样的 安装教程
  • mongo数据库中字符串型正负数值比较大小

    数据库中数据展示 xff1a 使用python代码实现 xff1a Requires pymongo 3 6 0 43 from pymongo import MongoClient client 61 MongoClient 34 mon
  • flask项目中内部接口调用其他内部接口操作

    1 requests 在 Flask 框架项目中 xff0c 可以通过使用 requests 模块来进行内部接口调用 requests 模块是 Python 中常用的 HTTP 请求库 xff0c 可以用于发送 HTTP 请求和处理响应 示
  • ElasticSearch删除索引中的数据(delete_by_query)

    1 删除两个月以前的数据 在 Elasticsearch 中 xff0c 要删除两个月以前的数据 xff0c 可以通过以下步骤 xff1a 计算当前时间的两个月前的日期 xff0c 可以使用 Python 的 datetime 模块来实现
  • Qt Creator子图绘制

    Qt中在一个窗体文件内画所有图显然是不好维护的 xff0c 我们可以将主窗体拆分为几个子窗体 xff0c 在子窗体中绘制子图 xff0c 这样便于我们去维护我们的代码 1 在工程文件中右键 gt Add New 2 选择Qt 设计师界面 3
  • MessageFilter [target=odom ]: Dropped 100.00% of messages so far.问题解决

    错误提示 WARN 1580994954 426403779 MessageFilter target 61 odom Dropped 100 00 of messages so far Please turn the ros gmappi
  • 电磁循迹智能车基于stm32cubeMX、HAL库—我的第一辆智能车

    我的第一辆智能车 电磁循迹智能车 提示 本文适用于初学 想完成一个基础四轮车练练手者 大佬还请勿喷 不过欢迎提出意见 有纰漏之处我将及时纠正 注 工程代码链接已贴在文末 前言 所用到的硬件平台 stm32f103c8t6 舵机 电机 L29
  • 2022年国赛建模B题思路与程序

    B题 无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位 关键词搜索 xff1a 无人机 xff0c 无源定位 其实这个工作特别多 xff0c 知网一堆 xff0c 如果选这个题一定要想好做的出彩 xff0c 另外网上的场景和本题不是很一样 xff0c
  • 2017全国大学生电子设计竞赛:室内可见光定位装置

  • 基于FreeRTOS下多任务的同时操作

    FreeRTOS移植及多任务的实现 前言 xff1a 一 FreeRTOS移植 xff08 1 xff09 移植准备工作 xff08 2 xff09 FreeRTOS移植到stm32中 xff08 3 xff09 例程验证 二 多任务实现
  • undefined symbol 问题解决记录

    历经一个月 xff0c 昨日完成打印机network部分的编写 c语言 xff0c 编写makefile构建动态库 构建完成后遂进行调用测试 xff0c 出现 xff1a network symbol lookup error usr li
  • 2.O(NlogN)的排序算法

    认识O NlogN 的排序算法 1 剖析递归行为及其时间复杂度的估算 递归过程 xff1a 递归过程是一个多叉树 xff0c 计算所有树的结点的过程就是利用栈进行后序遍历 xff0c 每个结点通过自己的所有子结点给自己汇总信息之后才能继续向
  • 4.二叉树的遍历(C++版)

    二叉树的递归 1 二叉树递归遍历 二叉树的递归序 递归序过程 xff1a 两个注释1之间的代码代表第一次来到一个节点的时候 xff0c 会判断一下这个节点是否为空 xff1b 来到这个节点的左树去遍历 遍历完第二次回到本函数 xff0c 进
  • 6.暴力递归转动态规划

    动态规划 1 什么是动态规划 xff1f 动态规划就是暴力递归 xff08 回溯 xff09 的过程中有重复调用的过程 xff0c 动态规划在算过每次调用后把答案记下来 xff0c 下次再遇到重复过程直接调用这个行为就叫动态规划 动态规划就
  • 8.岛问题

    岛问题 题目 一个矩阵中只有0和1两种值 xff0c 每个位置都可以和自己的上 下 左 右四个位置相连 xff0c 如果有一片1连在一起 xff0c 这个部分叫做一个岛 xff0c 求一个矩阵中有多少个岛 xff1f 例子 0 0 1 0
  • 9.KMP算法

    KMP算法 1 KMP算法解决的问题 字符串str1和str2 xff0c str1是否包含str2 xff0c 如果包含返回str2在str1中开始的位置 xff0c 如果不包含返回 1 如果做到时间复杂度O N 完成 xff1f 测试用
  • 10.Manacher算法(用于解决回文子串问题)

    Manacher算法 1 Manacher算法解决的问题 字符串str中 xff0c 最长回文子串的长度如何求解 xff1f 如何做到时间复杂度O N 完成 xff1f 回文序列是从左往右和从右往左看一样 xff0c 如abba xff0c