553,动态规划解分割回文串 II

When a man's stories are remembered, then he is immortal. 

一个人的故事被记住了,他就千古不朽。

问题描述

来源:LeetCode第132题

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

 

动态规划解决

前面刚讲过《551,回溯算法解分割回文串》,第551要求返回所有可能分隔的结果,而这题要求返回最小的分隔次数。如果数据量不大的话我们是可以使用第551题的答案的,找出第551题所有可能分隔的方案中最小的分隔次数就是我们这题的答案。

 

但这题提示中明显数量比较大,所以使用回溯算法是行不通的,我们可以改成动态规划来解决。

 

定义dp[i]表示字符串前i个字符构成的子串能分隔的最少分隔次数,如果要求s的最少分隔次数,只需要返回dp[length-1]即可(length是字符串s的长度)。

 

1,如果子串从[0…i]是回文是,就不需要分隔,即

dp[i]=0;

 

2,如果子串从[0…i]不是回文的,我们就需要从子串[0…i]后面截取一个回文的子串[j…i],所以子串[0…i]可以分隔为[0…j-1]和[j…i],而[0…j-1]的最小分隔次数就是dp[j-1],[j…i]是一个回文串,不需要分隔,所以dp[i]=dp[j-1]+1,因为要求的是截取的最小次数,所以我们只需要保留最小的即可,即

dp[i]=min(dp[i],dp[j-1]+1);

如下图所示

553,动态规划解分割回文串 II

因为这里求最小值,默认值我们给他每个都初始化最大的,来看下代码

 1public int minCut(String s) {
2    int length = s.length();
3    int[] dp = new int[length];
4    //字符串s的回文子串最大也只能是字符串的长度length,
5    //所以这里都默认初始化为最大值
6    Arrays.fill(dp, length);
7    for (int i = 0; i < length; ++i) {
8        //如果字符串从0到i本身就是一个回文的,就不需要分隔,
9        //直接返回0
10        if (palindrome(s, 0, i)) {
11            dp[i] = 0;
12        } else {
13            //否则就要分隔,找出最小的分隔方案
14            for (int j = 1; j <= i; ++j) {
15                if (palindrome(s, j, i)) {
16                    dp[i] = Math.min(dp[i], dp[j - 1] + 1);
17                }
18            }
19        }
20    }
21    return dp[length - 1];
22}
23
24//判断从left到right之间的子串是否是回文的(使用双指针判断)
25private boolean palindrome(String s, int left, int right) {
26    while (left < right) {
27        if (s.charAt(left++) != s.charAt(right--))
28            return false;
29    }
30    return true;
31}

 

动态规划代码优化

上面代码虽然也能给解决,但每次截取的时候都要判断一遍是否是回文的,明显效率不是很高,我们还可以先计算他的每个子串是否是回文的,在截取的时候直接用即可,回文串的判断前面刚介绍过,《540,动态规划和中心扩散法解回文子串》,这里就不在重复介绍。我们可以先把代码复制过来

 1    int length = s.length();
2    //判断子串[i…j]是否是回文串
3    boolean[][] dp = new boolean[length][length];
4    for (int j = 0; j < length; j++) {
5        for (int i = 0; i <= j; i++) {
6            //如果i和j指向的字符不一样,那么dp[i][j]就
7            //不能构成回文字符串
8            if (s.charAt(i) != s.charAt(j))
9                continue;
10            dp[i][j] = j - i <= 2 || dp[i + 1][j - 1];
11        }
12    }
13

再来看下最终代码

 1public int minCut(String s) {
2    int length = s.length();
3    int[] dp = new int[length];
4
5    //判断子串[i…j]是否是回文串
6    boolean[][] palindrome = new boolean[length][length];
7    for (int j = 0; j < length; j++) {
8        for (int i = 0; i <= j; i++) {
9            //如果i和j指向的字符不一样,那么dp[i][j]就
10            //不能构成回文字符串
11            if (s.charAt(i) != s.charAt(j))
12                continue;
13            palindrome[i][j] = j - i <= 2 || palindrome[i + 1][j - 1];
14        }
15    }
16
17    //字符串s的回文子串最大也只能是字符串的长度length,
18    //所以这里都默认初始化为最大值
19    Arrays.fill(dp, length);
20    for (int i = 0; i < length; ++i) {
21        //如果字符串从0到i本身就是一个回文的,就不需要分隔,
22        //直接返回0
23        if (palindrome[0][i]) {
24            dp[i] = 0;
25        } else {
26            //否则就要分隔,找出最小的分隔方案
27            for (int j = 1; j <= i; ++j) {
28                if (palindrome[j][i]) {
29                    dp[i] = Math.min(dp[i], dp[j - 1] + 1);
30                }
31            }
32        }
33    }
34    return dp[length - 1];
35}

 

553,动态规划解分割回文串 II

540,动态规划和中心扩散法解回文子串

529,动态规划解最长回文子序列

517,最长回文子串的3种解决方式

497,双指针验证回文串

 

 

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