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给定一个字符串 s ,找到其中最长的回文子序列,并返回该序列的长度。可以假设 s 的最大长度为 1000 。
示例 1: 输入: "bbbab" 输出: 4 一个可能的最长回文子序列为 "bbbb"。
示例 2: 输入:"cbbd" 输出: 2 一个可能的最长回文子序列为 "bb"。
提示:
- 1 <= s.length <= 1000
- s 只包含小写英文字母
我们刚刚做过了 动态规划:回文子串,求的是回文子串,而本题要求的是回文子序列, 要搞清楚这两者之间的区别。
回文子串是要连续的,回文子序列可不是连续的! 回文子串,回文子序列都是动态规划经典题目。
回文子串,可以做这两题:
- 647.回文子串
- 5.最长回文子串
思路其实是差不多的,但本题要比求回文子串简单一点,因为情况少了一点。
动规五部曲分析如下:
- 确定dp数组(dp table)以及下标的含义
dp[i][j]:字符串s在[i, j]范围内最长的回文子序列的长度为dp[i][j]。
- 确定递推公式
在判断回文子串的题目中,关键逻辑就是看s[i]与s[j]是否相同。
如果s[i]与s[j]相同,那么dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
(如果这里看不懂,回忆一下dp[i][j]的定义)
如果s[i]与s[j]不相同,说明s[i]和s[j]的同时加入 并不能增加[i,j]区间回文子序列的长度,那么分别加入s[i]、s[j]看看哪一个可以组成最长的回文子序列。
加入s[j]的回文子序列长度为dp[i + 1][j]。
加入s[i]的回文子序列长度为dp[i][j - 1]。
那么dp[i][j]一定是取最大的,即:dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
代码如下:
if (s[i] == s[j]) {
dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
} else {
dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
}
- dp数组如何初始化
首先要考虑当i 和j 相同的情况,从递推公式:dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2; 可以看出 递推公式是计算不到 i 和j相同时候的情况。
所以需要手动初始化一下,当i与j相同,那么dp[i][j]一定是等于1的,即:一个字符的回文子序列长度就是1。
其他情况dp[i][j]初始为0就行,这样递推公式:dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]); 中dp[i][j]才不会被初始值覆盖。
vector<vector<int>> dp(s.size(), vector<int>(s.size(), 0));
for (int i = 0; i < s.size(); i++) dp[i][i] = 1;
- 确定遍历顺序
从递归公式中,可以看出,dp[i][j] 依赖于 dp[i + 1][j - 1] ,dp[i + 1][j] 和 dp[i][j - 1],如图:
所以遍历i的时候一定要从下到上遍历,这样才能保证下一行的数据是经过计算的。
j的话,可以正常从左向右遍历。
代码如下:
for (int i = s.size() - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = i + 1; j < s.size(); j++) {
if (s[i] == s[j]) {
dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
} else {
dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
}
}
}
- 举例推导dp数组
输入s:"cbbd" 为例,dp数组状态如图:
红色框即:dp[0][s.size() - 1]; 为最终结果。
以上分析完毕,C++代码如下:
class Solution {
public:
int longestPalindromeSubseq(string s) {
vector<vector<int>> dp(s.size(), vector<int>(s.size(), 0));
for (int i = 0; i < s.size(); i++) dp[i][i] = 1;
for (int i = s.size() - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = i + 1; j < s.size(); j++) {
if (s[i] == s[j]) {
dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
} else {
dp[i][j] = max(dp[i + 1][j], dp[i][j - 1]);
}
}
}
return dp[0][s.size() - 1];
}
};
- 时间复杂度: O(n^2)
- 空间复杂度: O(n^2)
Java:
public class Solution {
public int longestPalindromeSubseq(String s) {
int len = s.length();
int[][] dp = new int[len + 1][len + 1];
for (int i = len - 1; i >= 0; i--) { // 从后往前遍历 保证情况不漏
dp[i][i] = 1; // 初始化
for (int j = i + 1; j < len; j++) {
if (s.charAt(i) == s.charAt(j)) {
dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
} else {
dp[i][j] = Math.max(dp[i + 1][j], Math.max(dp[i][j], dp[i][j - 1]));
}
}
}
return dp[0][len - 1];
}
}
Python:
class Solution:
def longestPalindromeSubseq(self, s: str) -> int:
dp = [[0] * len(s) for _ in range(len(s))]
for i in range(len(s)):
dp[i][i] = 1
for i in range(len(s)-1, -1, -1):
for j in range(i+1, len(s)):
if s[i] == s[j]:
dp[i][j] = dp[i+1][j-1] + 2
else:
dp[i][j] = max(dp[i+1][j], dp[i][j-1])
return dp[0][-1]
Go:
func longestPalindromeSubseq(s string) int {
size := len(s)
max := func(a, b int) int {
if a > b {
return a
}
return b
}
dp := make([][]int, size)
for i := 0; i < size; i++ {
dp[i] = make([]int, size)
dp[i][i] = 1
}
for i := size - 1; i >= 0; i-- {
for j := i + 1; j < size; j++ {
if s[i] == s[j] {
dp[i][j] = dp[i+1][j-1] + 2
} else {
dp[i][j] = max(dp[i][j-1], dp[i+1][j])
}
}
}
return dp[0][size-1]
}
Javascript:
const longestPalindromeSubseq = (s) => {
const strLen = s.length;
let dp = Array.from(Array(strLen), () => Array(strLen).fill(0));
for(let i = 0; i < strLen; i++) {
dp[i][i] = 1;
}
for(let i = strLen - 1; i >= 0; i--) {
for(let j = i + 1; j < strLen; j++) {
if(s[i] === s[j]) {
dp[i][j] = dp[i+1][j-1] + 2;
} else {
dp[i][j] = Math.max(dp[i+1][j], dp[i][j-1]);
}
}
}
return dp[0][strLen - 1];
};
TypeScript:
function longestPalindromeSubseq(s: string): number {
/**
dp[i][j]:[i,j]区间内,最长回文子序列的长度
*/
const length: number = s.length;
const dp: number[][] = new Array(length).fill(0)
.map(_ => new Array(length).fill(0));
for (let i = 0; i < length; i++) {
dp[i][i] = 1;
}
// 自下而上,自左往右遍历
for (let i = length - 1; i >= 0; i--) {
for (let j = i + 1; j < length; j++) {
if (s[i] === s[j]) {
dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 2;
} else {
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j - 1], dp[i + 1][j]);
}
}
}
return dp[0][length - 1];
};