一.前言

今天介绍一道相对简单的练习题,同样是来自 LeetCode。

回文子字符串的个数,给定一个字符串 s ,请计算这个字符串中有多少个回文子字符串。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”

示例2:

输入:s = “aaa”
输出:6
解释:6 个回文子串: “a”, “a”, “a”, “aa”, “aa”, “aaa”

题目来源:LeetCode

二.题解

其实关于回文的题有很多种,而解法更是多种多样,今天介绍两种方法,递归中心拓展

1.递归

简单来说递归就是一个函数调用自己本身的行为就叫递归。递归具有代码简洁,易读的特点,但是缺点也不容忽视:

a).运行效率较低。
b).可能会导致栈溢出,如果递归次数太多,需要在内存栈中分配空间以保存参数以及临时变量就会过多,当超出栈的容量,就会导致栈溢出。

我们思路是这样的:首先通过遍历找到所有的子串,然后再判断子串是否是回文。那么怎么判断是否是回文呢?比如这样的一个字符串abcba,我们判断其是否为回文,可以先判断第一个和最后一个字符是否相同,再判断第二个字符和倒数第二个字符是否相同…直到全部判断完毕,这个过程中,我们反复做着相同的工作,因此可以使用递归,来看看代码吧:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
class Solution {
public int countSubstrings(String s) {
int result = 0;//最终结果
//两层循环,从字符串首部开始遍历处所有子字符串
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
for (int j = i; j < s.length(); j++) {
//每个子字符串调用isHuiwen,若返回 true 则 result + 1
if (isHuiwen(s, i, j)) {
result++;
}
}
}
return result;
}
//isHuiwen需要三个参数,s 是字符串,i 是子字符串第一个字符,j 是子字符串的最后一个字符
public static boolean isHuiwen(String s, int i, int j) {
//两种情况返回true(1,2)
//1.当子字符串的长度是奇数时,此时回文中心只有一个,当递归到 i == j时,说明全部首尾字符判断完毕,全部相等,返回true
if (i == j) return true;
else {
if (s.charAt(i) != s.charAt(j)) {
//如果二者不相等,直接返回false,退出递归
return false;
} else {
//2.当子字符串的长度为偶数,此时回文中心是两个字符,由于上面的if中已经判断 i 和 j是相同的
//因此到这里也将首尾字符全部判断完毕,全部相等,返回true
if (i + 1 == j) {
return true;
} else return isHuiwen(s, ++i, --j);
//如果程序走到这儿,说明不满足上面任意一种情况,因此在调用函数进一步判断 ++i 和 --j 是否相等
}
}
}
}

我们上面这种方法找出子字符串需要两层循环,时间复杂度为 O(n^2) 而判断它是否为回文又是 O(n),因此总的复杂度为 O(n^3)。显然效率不高,那我们再来看看LeetCode 官方题解吧!——中心拓展

2.中心拓展

大致思路:我们从每一个可能成为回文中心的点开始,若前后字符相等就拓展,反之,则停止拓展。

当子字符串是奇数时,回文中心是一个;当子字符串是偶数个时,回文中心是两个。有没有一种方法可以统一二者呢?答案是有的。通过规律我们可以发现:无论子字符串长度是偶数还是奇数,我们都需要遍历 2n - 1 次字符串,换句话说就是有 2n - 1 个回文中心,

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
class Solution {
public int countSubstrings(String s) {
int n = s.length(), ans = 0;
for (int i = 0; i < 2 * n - 1; ++i) {
//向前拓展从i开始,向后拓展从r开始
int l = i / 2, r = i / 2 + i % 2;
//当子字符串个数为偶数时,i 和 r 相等
while (l >= 0 && r < n && s.charAt(l) == s.charAt(r)) {
//当前后字符相等且 i 和 r 未越界时
//开始向两边拓展
--l;
++r;
++ans;
}
}
return ans;
}
}