算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列

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算法题

Leetcode 647. 回文子串

题目链接:647. 回文子串

大佬视频讲解:647. 回文子串视频讲解

 个人思路 

这道题的dp数组有点难找到关联,以至于递归关系也不好找,所以看题解吧...

解法
动态规划

动规五部曲:

1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义

一般在定义dp数组的时候 会根据题目求什么,就如何定义dp数组。不过本题如果定义dp[i] 为 下标i结尾的字符串有 dp[i]个回文串的话,会发现很难找到递归关系。因为dp[i] 和 dp[i-1] ,dp[i + 1] 看上去都没啥关系

所以这道题要看回文串的性质。 如图:算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列,算法与数据结构,算法,leetcode,动态规划,java

在判断字符串S是否是回文,那么如果知道 s[1],s[2],s[3] 这个子串是回文的,那么只需要比较 s[0]和s[4]这两个元素是否相同,如果相同的话,这个字符串s 就是回文串。

这里的递归关系就是判断一个子字符串(字符串的下表范围[i,j])是否回文,依赖于子字符串(下表范围[i + 1, j - 1])) 是否是回文。所以为了明确这种递归关系,dp数组是要定义成一位二维dp数组。

布尔类型的dp[i][j]:表示区间范围[i,j] (注意是左闭右闭)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

一共有两种情况,s[i]与s[j]相等,s[i]与s[j]不相等

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,也是回文子串
  • 情况三:下标:i 与 j相差大于1的时候,例如cabac,此时s[i]与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+1 与 j-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数组如何初始化

dp[i][j]只能初始化为false。

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true的。

dp[i + 1][j - 1] 在 dp[i][j]的左下角,如图:算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列,算法与数据结构,算法,leetcode,动态规划,java

如果这矩阵是从上到下,从左到右遍历,那么会用到没有计算过的dp[i + 1][j - 1],也就是根据不确定是不是回文的区间[i+1,j-1],来判断了[i,j]是不是回文,那结果一定是不对的。所以一定要从下到上,从左到右遍历,这样保证dp[i + 1][j - 1]都是经过计算的有的代码实现是优先遍历列,然后遍历行,其实也是一个道理,都是为了保证dp[i + 1][j - 1]都是经过计算的

5.举例推导dp数组

举例,输入:"aaa",dp[i][j]状态如下图,图中有6个true,所以就是有6个回文子串。

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注意:因为dp[i][j]的定义,所以j一定是大于等于i的,那么在填充dp[i][j]的时候一定是只填充右上半部分

class Solution {
    public int countSubstrings(String s) {
        char[] chars = s.toCharArray();
        int len = chars.length;
        boolean[][] dp = new boolean[len][len];
        int result = 0;//回文子串数量结果

        for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = i; j < len; j++) {

                if (chars[i] == chars[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;
                    }
                }

            }
        }
        return result;
    }
}

时间复杂度:O(n^2);( n是字符串的长度)

空间复杂度:O( n^2);(二维dp数组)


 Leetcode  516.最长回文子序列

题目链接:516.最长回文子序列

大佬视频讲解:516.最长回文子序列视频讲解

个人思路

这道题的回文子序列是可以不连续的,分析递归关系相对上题要少一点,依旧还是用动态规划,在判断回文子串的题目中,关键逻辑就是看s[i]与s[j]是否相同,当字符串s[i][j] 相同时,dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2,不同时取最大值

解法
动态规划

动规五部曲:

1.确定dp数组(dp table)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

如果s[i]与s[j]相同,如下图,那么dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列,算法与数据结构,算法,leetcode,动态规划,java

如果s[i]与s[j]不相同,说明s[i]和s[j]的同时加入 并不能增加[i,j]区间回文子序列的长度,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]。

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

算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列,算法与数据结构,算法,leetcode,动态规划,java

3.dp数组如何初始化

首先要考虑当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]); 中dp[i][j]才不会被初始值覆盖。

4.确定遍历顺序

从递归公式中,可以看出,dp[i][j] 依赖于 dp[i + 1][j - 1] ,dp[i + 1][j] 和 dp[i][j - 1],如图:算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列,算法与数据结构,算法,leetcode,动态规划,java

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

j的话,可以正常从左向右遍历。

5.举例推导dp数组

输入s:"cbbd" 为例,dp数组状态如下图,红色框即:dp[0][s.size() - 1]; 为最终结果。算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列,算法与数据结构,算法,leetcode,动态规划,java

public class Solution {
    public int longestPalindromeSubseq(String s) {
        int len = s.length();
        int[][] dp = new int[len + 1][len + 1];

        for (int i = len - 1; i >= 0; i--) { // 从后往前遍历 保证情况不漏
            dp[i][i] = 1; // 初始化
            for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                if (s.charAt(i) == s.charAt(j)) {
                    dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
                } else {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i + 1][j], Math.max(dp[i][j], dp[i][j - 1]));
                }
            }
        }

        return dp[0][len - 1];
    }
}

时间复杂度:O(n^2);( for嵌套循环,遍历数组)

空间复杂度:O( n^2);(二维dp数组)


 以上是个人的思考反思与总结,若只想根据系列题刷,参考卡哥的网址代码随想录算法官网文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-855628.html

到了这里,关于算法打卡day49|动态规划篇17| Leetcode 647. 回文子串、516.最长回文子序列的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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