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  • Manacher's Algorithm 马拉车算法

    预处理

    每相邻的两个字符间添加一个"#",使所有偶数长度回文子串变成奇数,转化成求奇数长度的回文子串

    因为奇+偶=奇,所以通过添加#统一成奇数
    bob    -->    #b#o#b#   回文子串长度为3,处理后为7
    noon   -->    #n#o#o#n# 回文子串长度为4,处理后为9
    

    P[i]数组

    (P[i])数组:以(i)点为中心的回文子串的半径

    规律:回文子串的长度为半径减1,起始位置为中间位置-半径再除以2

    故只要我们找到最大的半径,就可以找到最大的回文子串

    # 1 # 2 # 2 # 1 # 2 # 2 #
    1 2 1 2 5 2 1 6 1 2 3 2 1
    /*
     
    "#2#2#1#2#2#",以中间的 '1' 为中心的回文串半径是6,未添加#号的回文子串为 "22122",长度是5
    "#b#o#b#",以中间的 'o' 为中心的回文串的半径是4,而 "bob"的长度是3
    "#n#o#o#n#",以最中间的 '#' 为中心的回文串的半径是5,而 "noon" 的长度是4   
    
    中间的 '1' 在字符串 "#1#2#2#1#2#2#" 中的位置是7,而半径是6,7-6=1,刚好就是回文子串 "22122" 在原串 "122122" 中的起始位置1
    "bob","o" 在 "#b#o#b#" 中的位置是3,但是半径是4,这一减成负的了,所以我们应该至少把中心位置向后移动一位,才能为0,那么我们就需要在前面增加一个字符,这个字符不能是#号,也不能是s中可能出现的字符,所以我们暂且就用'$'吧,这样都不相同的话就不会改变p值了,那么末尾要不要对应的也添加呢,其实不用的,不用加的原因是字符串的结尾标识为 '',等于默认加过了。
    那此时 "o" 在 "$#b#o#b#" 中的位置是4,半径是4,一减就是0了
    中间的 '1' 在字符串 "$#1#2#2#1#2#2#" 中的位置是8,而半径是6,这一减就是2了,而我们需要的是1,所以我们要除以2。之前的 "bob" 因为相减已经是0了,除以2还是0,没有问题。
    再来验证一下 "noon",中间的 '#' 在字符串 "$#n#o#o#n#" 中的位置是5,半径也是5,相减并除以2还是0,完美。可以任意试试其他的例子,都是符合这个规律的,最长子串的长度是半径减1,起始位置是中间位置减去半径再除以2。
    */
    

    P[i]数组构造

    • i循环的范围是从1到len-1,因为0号字符是$
    • 从左到右遍历不断维护两个变量:
      • (id:) 遍历到当前位置时,最右边的回文子串的中心位置
      • (mx:) 遍历到当前位置时,最右边的回文子串的最右端位置

    img

    假如(i<{mx}) ,求出(i)关于(id)的对称点(j=i-2(i-id)=2id-i) ,在([mx对称点,mx])范围内,(j) 两端的值和(i)两端的值是完全相同的。

    • 如果(mx-i>p[j]),也就是并没有超过 ([mx对称点,mx])范围。那么根据对称性,有(p[i]=p[j]=p[2id-i])
    • 如果(mx-i<p[j]),也就是超过了([mx对称点,mx])范围,那么至少能保证(mx-i)部分是相同的。即(p[i]=mx-i)
    • 故可以综合为(p[i]=min(p[2id-i],mx-i)),对于在mx右边的数,还没进行判断,而后可以while循环进行匹配

    否则(ige{mx})时,只能以(i)为中心,向两边进行枚举,初始值(p[i]=1),然后while循环进行匹配t[i+p[i]]==t[i-p[i]]

    模板

    string solve(string s){
        //预处理
        string t = "";
        t += "$#";
        for(int i=0;i<s.length();i++){
            t += s[i];
            t += '#';
        }
        //构造P数组
        vector<int> p(t.size(),0);
        int mx = 0, id = 0, res_id= 0, res_mx = 0; 
        //求解
        for(int i=1;i<t.size();i++){
            //mx>i: 没超过时,求min(p[2id-i],mx-i),再向两边匹配
            //i>=mx:超过时,初始化p[i]=1,然后向两边匹配
            p[i] = mx > i ? min(p[2*id-i],mx-i):1;
            //向两边匹配
            while(t[i+p[i]] == t[i-p[i]]) p[i]++;
            //更新mx:最右边的回文串的右端,id:最右边回文串的中心位置
            if(mx<i+p[i]){ //i+p[i]是当前回文串的右端
                mx = i+p[i];
                id = i;
            }
            //更新res_id:最长的回文串的中心,res_mx:最长的回文串的半径
            if(res_mx < p[i]){
                res_id = i;
                rese_mx = p[i];
            }
        }
        return s.substr((res_mx-res_id)/2, res_mx-1);
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/doragd/p/11408733.html
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