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longest palindromic substring 演算法整理 (Manacher’s algorithm)

palindrome是指一個字串的 string = reverse(string) 而longest palindromic substring則是指找出一個字串中,substring是palindrome的最長substring 這個問題brute force不難想,就是把所有的substring 列出來,檢查是不是palindrome,但是這樣worse case會是O(n^3),因為substring有O(n^2)個,檢查palindrom要O(n) 比較常見的做法是中心點展開法,也就是選取一個點,然後展開看最大可以展到多少長度 這樣的time complexity為O(n^2),共n個字元做展開,每個字元展開worst case O(n), total O(n^2) 事實上,有更好的方法Manacher’s algorithm time complexity是O(n),可以參考wiki上的說明 https://en.wikipedia.org/wiki/Longest_palindromic_substring#Manacher’s_algorithm 但是Wiki上的說明實在是太難理解了,所以這邊做個整理說明,並給出一些可能的實現 Manacher’s algorithm中文又有人叫馬拉車算法,本質上還是中心點展開法,但是差異在Manacher算法中會把之前走過的展開的資訊做個紀錄,在後面的展開中直接略去從頭開始展開的步驟,直接將整個演算法步數降到O(n) 在處理palindrome時,為了要避免分開處理奇數長度palindrome 或是偶數長度palindrome,一個常見的處理方式是在字串中插入delimeter 用什麼delimiter都可以,只要不要跟原始string的char衝突就好,加了delimiter後,整個字串的長度一定是奇數,且palindrome也一定是奇數,所以不用擔心要特別偵測偶數的palindrome(偶數palidrome是偵測s[i] == s[i+1],再以i, i+1往兩側展開) 為什麼加了delimiter就保證奇數呢?可以這樣想: N個字元的字串,有N+1個空間,插入delimeter就是N+N+1 = 2N+1 保證奇數,並且觀察以上abba, aba兩個字串的palindrome,可以發現delimeter本身是對稱的,所以也是符合把palindrome空隙插滿,亦即2m+1的情況,因此也是奇數 這邊先看一下其中一個實現方式,此方法參考了 https://www.geeksforgeeks.org/manachers-algorithm-linear-time-longest-palindromic-substring-part-4/ … Continue reading

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