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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:09:33.662000             🧑  作者: Mango

将一个字符串分割成至少长度为 2 的回文字符串,每个字符出现在一个字符串

本文将介绍如何将一个字符串分割成至少长度为 2 的回文字符串,且每个字符出现在一个字符串中。这可以通过动态规划来实现。

动态规划

动态规划(Dynamic Programming,简称 DP)是一种常见的算法思想,其本质是将一个大问题拆分成许多小问题,通过求解小问题的最优解来求解大问题的最优解。

使用动态规划求解字符串分割问题,对于每个子串,我们可以判断其是否为回文串。如果是,直接将其作为一个独立的字符串。如果不是,就将其分割成较小的子串,然后递归求解。

同时,为了避免重复计算,我们可以使用一个动态规划数组 dp,其中 dp[i][j] 表示字符串的第 i 到 j 个字符是否为回文串。如果 dp[i][j] 为 true,则说明该子串是回文串,否则就不是。

bool dp[n][n];

对于子串 s[i..j],如果 s[i] == s[j] 且 s[i+1..j-1] 也是回文串,那么 s[i..j] 就是回文串。因此,我们可以得到如下递推式:

dp[i][j] = (s[i] == s[j]) && dp[i+1][j-1]

由于子串的长度至少为 2,所以 j > i。因此,我们需要以列为主循环,确保求解 dp[i][j] 时,dp[i+1][j-1] 已经被计算出来了。

算法实现
def partition(s: str) -> List[List[str]]:
    def dfs(start: int, path: List[str]):
        if start == n:
            res.append(path[:])
            return
        for i in range(start, n):
            if dp[start][i]:
                path.append(s[start:i+1])
                dfs(i+1, path)
                path.pop()

    n = len(s)
    res = []
    dp = [[False] * n for _ in range(n)]
    for j in range(n):
        for i in range(j+1):
            if s[i] == s[j] and (j-i <= 2 or dp[i+1][j-1]):
                dp[i][j] = True
    
    dfs(0, [])
    return res

以上是 Python 代码实现。对于每个子串 s[i..j],我们都通过 dp 数组求出是否为回文串。然后,使用 DFS 进行搜索,将符合要求的分割方案加入到结果列表中。

时间复杂度

对于长度为 n 的字符串,最坏情况下需要枚举所有分割方法,所以时间复杂度为 O(2^n)。但是,由于我们使用了动态规划,可以在枚举的过程中排除掉许多不符合要求的子串,因此实际运行时间会远远低于 O(2^n)。

空间复杂度

动态规划数组需要 O(n^2) 的空间。递归栈的空间为 O(n),最坏情况下需要 O(2^n) 的空间。因此,空间复杂度为 O(n^2 + 2^n)。

总结

本文介绍了如何将一个字符串分割成至少长度为 2 的回文字符串,每个字符出现在一个字符串中的算法实现。该算法的时间和空间复杂度较高,但是可以通过动态规划和搜索等方法进行优化。