131. 分割回文串
131. 分割回文串
难度中等
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"]]
示例 2:
输入:s = "a"
输出:[["a"]]
提示:
1 <= s.length <= 16
s
仅由小写英文字母组成
函数签名:
func partition(s string) [][]string
分析
穷举回溯
假设 s 长度为n,则需要在 n 个字符的空档中做分割,需要保证分割后的所有子串为回文串。
代码框架如下:
func partition(s string) [][]string {
var res [][]string
var cur []string
var backtrack func(start int)
backtrack = func(start int) {
if start == len(s) {
res = append(res, append([]string{}, cur...))
return
}
for end := start+1; end <= len(s); end++ {
if isPalindrome(s[start:end]) {
cur = append(cur, s[start:end])
backtrack(end)
cur = cur[:len(cur)-1]
}
}
}
backtrack(0)
return res
}
isPalindrome 函数不难实现,可以用双指针的方法在线性时间复杂度得出结果。但是在递归里边做这个线性操作,复杂度会比较高。可以事先单独计算出每个子串是否为回文串(用区间 dp 的方法会比较高效),在递归回溯里边就可以在常数时间得到结果。
func partition(s string) [][]string {
var res [][]string
var cur []string
isPalindrome := getPalindromeMemo(s)
var backtrack func(start int)
backtrack = func(start int) {
if start == len(s) {
res = append(res, append([]string{}, cur...))
return
}
for end := start+1; end <= len(s); end++ {
if isPalindrome[start][end-1] { // isPalindrome(s[start:end])
cur = append(cur, s[start:end])
backtrack(end)
cur = cur[:len(cur)-1]
}
}
}
backtrack(0)
return res
}
func getPalindromeMemo(s string) [][]bool {
n := len(s)
// res[i][j] 表示 s[i:j+1] 是不是一个回文串
res := make([][]bool, n)
for i := range res {
res[i] = make([]bool, n)
for j := range res[i] {
res[i][j] = true
}
}
// 区间 dp
for i := n - 1; i >= 0; i-- {
for j := i + 1; j < n; j++ {
res[i][j] = s[i] == s[j] && res[i+1][j-1]
}
}
return res
}
时间复杂度:O(n 2^n),其中 n 是字符串 s 的长度。在最坏情况下,s 包含 n 个完全相同的字符,因此它的任意一种划分方法都满足要求。而长度为 n 的字符串的划分方案数为 2^(n-1),每一种划分方法需要 O(n) 的时间求出对应的划分结果并放入答案,因此总时间复杂度为 O(n 2^n)。尽管动态规划预处理需要 O(n^2) 的时间,但在渐进意义下小于 O(n * 2^n),因此可以忽略。
空间复杂度:O(n^2),这里不计算返回答案占用的空间。动态规划需要使用的空间为 O(n^2),而在回溯的过程中,使用 O(n) 的栈空间以及 O(n)的用来存储当前字符串分割方法的空间。由于 O(n) 在渐进意义下小于 O(n^2),因此空间复杂度为 O(n^2)。
132. 分割回文串 II
难度困难
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。
示例 2:
输入:s = "a"
输出:0
示例 3:
输入:s = "ab"
输出:1
提示:
1 <= s.length <= 2000
s
仅由小写英文字母组成
函数签名:
func minCut(s string) int
分析
动态规划
定义长度 为 n 的动态规划数组 dp,dp[i] 代表将 s[:i+1] 切割成若干回文子串的最小次数,dp[i] 可以由比 i 小的 j 的值 dp [j] 推出:
[xxxjxxxxxi]
如果 xxxxxi 是个回文串,那么 dp[i] = dp[j]+1
当然 需要从 0 到 i-1 枚举 j,枚举过程中更新 dp[i]
同样可以用上个问题区间动态规划的方法,事先求出 isPalindrome 数组以减少时间复杂度。
func minCut(s string) int {
n := len(s)
isPalindrome := getPalindromeMemo(s)
// dp[i] 代表将 s[:i+1] 切割成若干回文子串的最小次数
dp := make([]int, n)
for i := range dp {
if isPalindrome[0][i] { // s[:i+1] 已经是个回文串,最小切割次数为 0
continue
}
dp[i] = math.MaxInt64
for j := 0; j < i; j++ {
if isPalindrome[j+1][i] && dp[j]+1 < dp[i] {
dp[i] = dp[j] + 1
}
}
}
return dp[n-1]
}
时空复杂度都是 O(n^2)。