问题

什么是回文串,如果一个字符串正着度读和反着读是一样的,这个字符串就被称为回文串。

such as

noon level aaa bbb

既然有了回文,那就要有关于回文的问题,于是就有了——

最长回文子串:给定一个字符串,求它的最长回文子串长度。

暴力

找出所有的子串,遍历每个子串判断他们是否为回文串。

时间复杂度\(O(n^3)\)

优化

因为回文串是对称的,根据这个性质,枚举每个位置,找在这个位置上能扩展到的最长回文串。

时间复杂度\(O(n^2)\)

Manacher算法

打开洛谷的模板题发现数据范围是\(10^7\),还是不能过,怎么办。

先分析优化后的暴力的不足。

1.对于长度为奇数的回文和长度为偶数的回文,它们的对称轴是不一样的,要分类讨论。

2.有些子串会被访问多次。

比如 :

char: a b a b a b a ...
 i : 0 1 2 3 4 5 6 ...

我们枚举到第\(i\)位:

\(i==3\)时第一个"aba"被遍历了一次;

\(i==4\)时第一个"aba"又被遍历了一次;

\(i==5\)时第一个"aba"双被遍历了一次;

.......……

\(i==len/2\)时第一个"aba"又双叒叕被遍历了一次。

处理字符串长度的奇偶性带来的对称轴不确定问题

如果字符串的长度都是奇数就好办了。

处理原来的字符串,在收尾和所有空隙插入一个相同的无关的字符,插入后原字符串中是回文的子串还是回文串,不是回文的子串的依然不是。

但字符串的长度都变成了\(2*len+1\),都成了奇数.

为什么是\(2*len+1\),因为有\(len-1\)个空,两边又分别插入了\(2\)个,加起来等于\(len+(len-1)+2=2*len+1\)。

如:

长度为奇数的字符串

ababa ---> @#a#b#a#b#a#

长度为偶数的字符串

1221 ---> @#1#2#2#1#

'@'用来防止数组越界

找最长回文串

回文半径:把一个回文串中最左或最右位置的字符到其对称轴的距离称为回文半径

在Manacher算法中,我们用\(p[i]\)表示第\(i\)个字符的回文半径

    char : # a # b # c # b # a #
p[i] : 1 2 1 2 1 6 1 2 1 2 1
p[i] - 1 : 0 1 0 1 0 5 0 1 0 1 0
i : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

显然,最大的\(p[i]-1\)就是答案

显然这个结论非常不显然,单从数值上看的话,插入完字符之后对于一个回文串的长度为原串长度*2+1,等于这个回文串回文半径*2+1,显然相等。

这样我们的问题就转换成了怎样快速的求出\(p\)数组

在这里我们利用回文串的对称性扩展回文串,p[i]不再直接赋值为1,而是根据之前求出的p[j],0<j<i。

我们用\(mx\)表示所有字符产生的最大回文子串的最大右边界,\(id\)表示产生这个最大右边界的对称轴的位置。

为什么要维护这些东西,因为我们要利用回文串的对称性来更新当前位置的值,维护了右边界(mx)后就可以直接判断当前位置是否可以直接利用对称性来更新(因为之前找到的回文串最右端就是到\(mx\),超出\(mx\)的话就不能利用对称性来更新了);\(id\)是对称轴,用来求关于\(i\)对称的位置\(j\)。



中间的#懒得画了就

如图,假设我们已经求出了\(p[1...7]\),当\(i<mx\)时,因为\(id\)被更新过了,而\(i\)是\(id\)之后的位置,第\(i\)个字符一定落在\(id\)的右边。这时我们关心的还是\(i\)是在\(mx\)的左边还是右边。

以下内容为了方便我们定义:

串\(i\)表示以\(i\)为对称轴的回文串(用红色的箭头表示);

串\(j\)表示以\(j\)为对称轴的回文串(用蓝色的箭头表示);

串\(id\)表示以\(id\)为对称轴的回文串(用绿色的箭头表示);

情况1:i < mx

如上图,利用回文串的性质,对于\(i\),我们可以找到一个关于\(id\)对称的位置\(j=id*2-i\),进行加速查找

但在这里又细分为了三种情况

(1)



显然此时\(p[i]=p[j]\)。

对于这种情况,串\(i\)不可以再向两边扩张。

如果可以向两边扩张的话,\(p[j]\)也可以再向两边扩张,而\(p[j]\)已经确定了,所以串\(i\)不向两边扩张。

(2)



显然此时\(p[i]=p[j]\)

与(1)不同的是,串\(i\)是可以再向两边扩张的。

应该很显然,一比划就知道。

(3)



此时\(p[i]=mx-i\)

这时我们只能确定串\(i\)在\(mx\)以内的部分是回文的,并不能确定串\(i\)和串\(j\)相同。

同样,这时我们的串\(i\)是不可以再向两端扩张的。



如果串\(i\)可以扩张,如图,则\(d=c\),根据对称性\(c=b\),又因为\(a=b\),所以\(a=d\),可以看到,串\(id\)可以继续扩张,因为\(p[id]\)已经固定了,所以串\(i\)不可以继续扩张

情况2:i >= mx



这时之前记录的信息都用不上了,于是\(p[i]=1\)。

综上所述

    if (i < mx) p[i] = min(p[id * 2 - i], mx - i);   //情况1
else p[i] = 1; //情况2
while (str[i + p[i]] == str[i - p[i]]) p[i]++; //暴力扩展
if (p[i] + i > mx) mx = p[i] + i, id = i; //更新id位置
}

代码

P3805 【模板】manacher算法

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 22000010;
char s[N];
char str[N];
int p[N];
int init() {
int len = strlen(s);
str[0] = '@', str[1] = '#';
int j = 2;
for (int i = 0; i < len; ++i) str[j++] = s[i], str[j++] = '#';
str[j] = '\0';
return j;
}
int manacher() {
int ans = -1, len = init(), mx = 0, id = 0;
for (int i = 1; i < len; ++i) {
if (i < mx) p[i] = min(p[id * 2 - i], mx - i);
else p[i] = 1;
while (str[i + p[i]] == str[i - p[i]]) p[i]++;
if (p[i] + i > mx) mx = p[i] + i, id = i;
ans = max(ans, p[i] - 1);
}
return ans;
} int main() {
cin >> s;
cout << manacher();
return 0;
}

Manacher算法详解的更多相关文章

  1. 算法进阶面试题01——KMP算法详解、输出含两次原子串的最短串、判断T1是否包含T2子树、Manacher算法详解、使字符串成为最短回文串

    1.KMP算法详解与应用 子序列:可以连续可以不连续. 子数组/串:要连续 暴力方法:逐个位置比对. KMP:让前面的,指导后面. 概念建设: d的最长前缀与最长后缀的匹配长度为3.(前缀不能到最后一 ...

  2. 经典算法 Manacher算法详解

    内容: 1.原始问题   =>O(N^2) 2.Manacher算法   =>O(N) 1.原始问题 Manacher算法是由题目“求字符串中长回文子串的长度”而来.比如 abcdcb 的 ...

  3. [转] Manacher算法详解

    转载自: http://blog.csdn.net/dyx404514/article/details/42061017 Manacher算法 算法总结第三弹 manacher算法,前面讲了两个字符串 ...

  4. hdu3068之manacher算法+详解

    最长回文 Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others) Total Submi ...

  5. manacher算法 详解+模板

    manacher算法可以解决字符串的回文子串长度问题. 个人感觉szy学长讲的非常好,讲过之后基本上就理解了. 那就讲一下个人的理解.(参考了szy学长的ppt) 如果一个回文子串的长度是偶数,对称轴 ...

  6. manacher算法详解+模板 P3805

    前言: 记住manacher是一个很简单的算法. 首先我们来了解一下回文字串的定义:若一个字符串中的某一子串满足回文的性质,则称其是回文子串.(注意子串必须是连续的,而子序列是可以不连续的) 那么若给 ...

  7. BM算法  Boyer-Moore高质量实现代码详解与算法详解

    Boyer-Moore高质量实现代码详解与算法详解 鉴于我见到对算法本身分析非常透彻的文章以及实现的非常精巧的文章,所以就转载了,本文的贡献在于将两者结合起来,方便大家了解代码实现! 算法详解转自:h ...

  8. kmp算法详解

    转自:http://blog.csdn.net/ddupd/article/details/19899263 KMP算法详解 KMP算法简介: KMP算法是一种高效的字符串匹配算法,关于字符串匹配最简 ...

  9. 机器学习经典算法详解及Python实现--基于SMO的SVM分类器

    原文:http://blog.csdn.net/suipingsp/article/details/41645779 支持向量机基本上是最好的有监督学习算法,因其英文名为support vector  ...

随机推荐

  1. elementui el-upload 在v-for里使用时 如何获取index

    <div v-for = 'item in list'> <div @click="getImageTypeIndex(index)"> <el-up ...

  2. SpringBoot 配置 跨域支持

    跨域资源共享(CORS,请求协议,请求地址,请求端口三者必须相同才是同一服务器,否则都要进行跨域操作)标准新增了一组 HTTP 首部字段,允许服务器声明哪些源站有权限访问哪些资源.另外,规范要求,对那 ...

  3. 防xss攻击

    官方:https://jsxss.com/zh/index.html xss csrf https://www.cnblogs.com/443855539-wind/p/6055816.html 一. ...

  4. 测者的性能测试手册:Web压力测试工具webbench

    webbench最多可以模拟3万个并发连接去测试网站的负载能力,个人感觉要比Apache自带的ab压力测试工具好,安装使用也特别方便. 1.适用系统:Linux 2.编译安装: wget http:/ ...

  5. 从 RAID 到 Hadoop Hdfs 『大数据存储的进化史』

    我们都知道现在大数据存储用的基本都是 Hadoop Hdfs ,但在 Hadoop 诞生之前,我们都是如何存储大量数据的呢?这次我们不聊技术架构什么的,而是从技术演化的角度来看看 Hadoop Hdf ...

  6. git 的 origin 的含义

    我们从progit 一书中可以看到: 远程仓库名字 “origin” 与分支名字 “master” 一样,在 Git 中并没有任何特别的含义一样. 同时“master”是当你运行git init时默认 ...

  7. Python第七天 函数 函数参数 函数里的变量 函数返回值 多类型传值 函数递归调用 匿名函数 内置函数

    Python第七天   函数  函数参数   函数里的变量   函数返回值  多类型传值     函数递归调用   匿名函数   内置函数 目录 Pycharm使用技巧(转载) Python第一天   ...

  8. Mina的IoBuffer改造成Netty的ByteBuff

    背景:部标GPS通讯底层全部改造成基于Netty服务器实现的,现将Mina的依赖移除,修改过程中有用到缓冲区的读写.现做了如下修改: 原有基于Mina的IoBuffer对字节读写封装代码如下: pac ...

  9. debian 9 开机启动

    由于某些软件并没有增加开启启动的服务,很多时候需要手工添加,一般我们都是推荐添加命令到 /etc/rc.local 文件,但是 Debian 9 默认不带 /etc/rc.local 文件,而 rc. ...

  10. 英语口语练习系列-C08-考试

    <蒹葭>-诗经 蒹葭苍苍,白露为霜.所谓伊人,在水一方.溯洄从之,道阻且长.溯游从之,宛在水中央. 蒹葭萋萋,白露未晞.所谓伊人,在水之湄.溯洄从之,道阻且跻.溯游从之,宛在水中坻. 蒹葭 ...