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回文序列问题

回文序列问题

作者: Phoebe_Liu | 来源:发表于2019-01-07 19:46 被阅读0次

9. 验证是否为回文数字

Example 1:
Input: 121
Output: true
Example 2:
Input: -121
Output: false
Explanation: From left to right, it reads -121. From right to left, it becomes 121-. Therefore it is not a palindrome.

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(int x) {
        if (x < 0) return false;
        int div = 1;
        while (x / div >= 10) div *= 10;
        while (x > 0) {
            int left = x / div;
            int right = x % 10;
            if (left != right) return false;
            x = (x % div) / 10;
            div /= 100;
        }
        return true;
    }
};

5. 最长回文子串长度(内涵 子串是否为回文子串的dp递归)

示例 1:
输入:s = "babad"
输出:"bab"
解释:"aba" 同样是符合题意的答案。
时间复杂度: O(n^2) 两个for循环
空间复杂度: O(n^2) dp数组的大小

class Solution {
    public String longestPalindrome(String s) {
        int len = s.length();
        // 特判
        if (len < 2){
            return s;
        }

        int maxLen = 1;
        int begin  = 0;

        // 1. 状态定义
        // dp[i][j] 表示s[i...j] 是否是回文串


        // 2. 初始化
        boolean[][] dp = new boolean[len][len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            dp[i][i] = true;
        }

        char[] chars = s.toCharArray();
        // 3. 状态转移
        // 注意:先填左下角
        // 填表规则:先一列一列的填写,再一行一行的填,保证左下方的单元格先进行计算
        for (int j = 1;j < len;j++){
            for (int i = 0; i < j; i++) {
                // 头尾字符不相等,不是回文串
                if (chars[i] != chars[j]){
                    dp[i][j] = false;
                }else {
                    // 相等的情况下
                    // 考虑头尾去掉以后没有字符剩余,或者剩下一个字符的时候,肯定是回文串
                    if (j - i < 3){
                        dp[i][j] = true;
                    }else {
                        // 状态转移
                        dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1];
                    }
                }

                // 只要dp[i][j] == true 成立,表示s[i...j] 是否是回文串
                // 此时更新记录回文长度和起始位置
                if (dp[i][j] && j - i + 1 > maxLen){
                    maxLen = j - i + 1;
                    begin = i;
                }
            }
        }
        // 4. 返回值
        return s.substring(begin,begin + maxLen);
    }

131. 分割回文串

给你一个字符串 s,请你将 s 分割成一些子串,使每个子串都是 回文串 。返回 s 所有可能的分割方案。
回文串 是正着读和反着读都一样的字符串。
示例 1:
输入:s = "aab"
输出:[["a","a","b"],["aa","b"]]
思路:动态规划得到每个子串是否为回文子串,然后从头开始回溯算法
时间复杂度:O(N * 2^N)

public class Solution {

    public List<List<String>> partition(String s) {
        int len = s.length();
        List<List<String>> res = new ArrayList<>();
        if (len == 0) {
            return res;
        }

        char[] charArray = s.toCharArray();
        // 预处理
        // 状态:dp[i][j] 表示 s[i][j] 是否是回文
        boolean[][] dp = new boolean[len][len];
        // 状态转移方程:在 s[i] == s[j] 的时候,dp[i][j] 参考 dp[i + 1][j - 1]
        for (int right = 0; right < len; right++) {
            // 注意:left <= right 取等号表示 1 个字符的时候也需要判断
            for (int left = 0; left <= right; left++) {
                if (charArray[left] == charArray[right] && (right - left <= 2 || dp[left + 1][right - 1])) {
                    dp[left][right] = true;
                }
            }
        }

        Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();
        dfs(s, 0, len, dp, stack, res);
        return res;
    }

    private void dfs(String s, int index, int len, boolean[][] dp, Deque<String> path, List<List<String>> res) {
        if (index == len) {
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }

        for (int i = index; i < len; i++) {
            if (dp[index][i]) {
                path.addLast(s.substring(index, i + 1));
                dfs(s, i + 1, len, dp, path, res);
                path.removeLast();
            }
        }
    }
}

132. 最小分割子串

给你一个字符串 s,请你将 s 分割成一些子串,使每个子串都是回文。
返回符合要求的 最少分割次数 。
示例 1:
输入:s = "aab"
输出:1
解释:只需一次分割就可将 s 分割成 ["aa","b"] 这样两个回文子串。
思路:


截屏2021-11-30 下午8.51.05.png

时间复杂度=空间复杂度=O(n^2)

class Solution {
    public int minCut(String s) {
        int n = s.length();
        char[] cs = s.toCharArray();

        // g[l][r] 代表 [l,r] 这一段是否为回文串
        boolean[][] g = new boolean[n + 1][n + 1];
        for (int r = 1; r <= n; r++) {
            for (int l = r; l >= 1; l--) {
                // 如果只有一个字符,则[l,r]属于回文
                if (l == r) {
                    g[l][r] = true;
                } else {
                    // 在 l 和 r 字符相同的前提下
                    if (cs[l - 1] == cs[r - 1]) {
                        // 如果 l 和 r 长度只有 2;或者 [l+1,r-1] 这一段满足回文,则[l,r]属于回文
                        if (r - l == 1 || g[l + 1][r - 1]) {
                            g[l][r] = true;
                        }
                    }
                }
            }
        }

        // f[r] 代表将 [1,r] 这一段分割成若干回文子串所需要的最小分割次数
        int[] f = new int[n + 1];
        for (int r = 1; r <= n; r++) {
            // 如果 [1,r] 满足回文,不需要分割
            if (g[1][r]) {
                f[r] = 0;
            } else {
                // 先设定一个最大分割次数(r 个字符最多消耗 r - 1 次分割)
                f[r] = r - 1;
                // 在所有符合 [l,r] 回文的方案中取最小值
                for (int l = 1; l <= r; l++) {
                    if (g[l][r]) f[r] = Math.min(f[r], f[l - 1] + 1);
                }   
            }
        }

        return f[n];
    }
}

647. 计数:回文子串数量

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"

class Solution {
    public int countSubstrings(String s) {
        // 动态规划法
        boolean[][] dp = new boolean[s.length()][s.length()];
        int ans = 0;

        for (int j = 0; j < s.length(); j++) {
            for (int i = 0; i <= j; i++) {
                if (s.charAt(i) == s.charAt(j) && (j - i < 2 || dp[i + 1][j - 1])) {
                    dp[i][j] = true;
                    ans++;
                }
            }
        }

        return ans;
    }
}

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" 。

class Solution {
    public int longestPalindromeSubseq(String s) {
        int n = s.length();
        char[] cs = s.toCharArray();
        int[][] f = new int[n][n]; 
        for (int len = 1; len <= n; len++) {
            for (int l = 0; l + len - 1 < n; l++) {
                int r = l + len - 1;
                if (len == 1) {
                    f[l][r] = 1;
                } else if (len == 2) {
                    f[l][r] = cs[l] == cs[r] ? 2 : 1;
                } else {
                    f[l][r] = Math.max(f[l + 1][r], f[l][r - 1]);
                    f[l][r] = Math.max(f[l][r], f[l + 1][r - 1] + (cs[l] == cs[r] ? 2 : 0));
                }
            }
        }
        return f[0][n - 1];
    }
}

730. 统计不同回文子序列的个数

给定一个字符串 S,找出 S 中不同的非空回文子序列个数,并返回该数字与 10^9 + 7 的模。
通过从 S 中删除 0 个或多个字符来获得子序列。
如果一个字符序列与它反转后的字符序列一致,那么它是回文字符序列。
如果对于某个 i,A_i != B_i,那么 A_1, A_2, ... 和 B_1, B_2, ... 这两个字符序列是不同的。
示例 1:
输入:
S = 'bccb'
输出:6
解释:
6 个不同的非空回文子字符序列分别为:'b', 'c', 'bb', 'cc', 'bcb', 'bccb'。
注意:'bcb' 虽然出现两次但仅计数一次。


截屏2021-11-30 下午9.48.22.png
class Solution {
   public int countPalindromicSubsequences(String s) {
        int len = s.length();
        int mod = (int) (1e9+7);
        int dp[][] = new int[len][len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            dp[i][i] = 1;
        }
        for (int i = len-2; i >= 0; i--) {
            for (int j = i+1; j < len; j++) {
                if(s.charAt(i) != s.charAt(j))
                    dp[i][j] = dp[i+1][j] + dp[i][j-1] - dp[i+1][j-1];
                else{
                    // +2 是因为两边的两个元素可以成为两个不重复的子序列
                    dp[i][j] = dp[i+1][j-1] *2 + 2;

                    //去掉重复的子序列
                    int l=i+1,r=j-1;
                    while(l<=r && s.charAt(l)!=s.charAt(i))
                        l++;
                    while(l<=r && s.charAt(r)!=s.charAt(i))
                        r--;
                    // 第2.1种情况 中间有1个s[i]
                    if(l == r)
                        dp[i][j]--;

                    // 第2.2种情况 中间有≥2个s[i]
                    else if(l < r)
                        dp[i][j] -=2+dp[l+1][r-1];

                }
                dp[i][j] = (dp[i][j]>=0) ? dp[i][j] % mod : dp[i][j]+mod;
            }
        }
        return dp[0][len-1];
    } 
}

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