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leetcode 451 ~ 500
最长回文子序列

最长回文子序列

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题目描述

给你一个字符串 s ,找出其中最长的回文子序列,并返回该序列的长度。

子序列定义为:不改变剩余字符顺序的情况下,删除某些字符或者不删除任何字符形成的一个序列。

 

示例 1:

输入:s = "bbbab"
输出:4
解释:一个可能的最长回文子序列为 "bbbb" 。

示例 2:

输入:s = "cbbd"
输出:2
解释:一个可能的最长回文子序列为 "bb" 。

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 1000
  • s 仅由小写英文字母组成

代码结果

运行时间: 1192 ms, 内存: 221.4 MB


/*
 * 题目思路:
 * 给定一个字符串s,找到最长的回文子序列的长度。
 * 我们可以使用动态规划来解决这个问题,使用Java Stream优化部分操作。
 * 与普通动态规划的解法类似,使用dp数组记录最长回文子序列的长度。
 * 通过Stream流处理简化一些操作。
 */
import java.util.stream.IntStream;
public class Solution {
    public int longestPalindromeSubseq(String s) {
        int n = s.length();
        int[][] dp = new int[n][n];
        IntStream.range(0, n).forEach(i -> dp[i][i] = 1);
        IntStream.range(1, n).forEach(len -> 
            IntStream.range(0, n - len).forEach(i -> {
                int j = i + len;
                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], dp[i][j - 1]);
                }
            })
        );
        return dp[0][n - 1];
    }
}
 

解释

方法:

这个题解采用动态规划的思路来解决最长回文子序列问题。使用一个二维的备忘录memo来存储子问题的结果,避免重复计算。dp(i, j)表示字符串s在区间[i, j]内的最长回文子序列的长度。如果s[i]和s[j]相等,那么dp(i, j) = dp(i+1, j-1) + 2,否则dp(i, j) = max(dp(i+1, j), dp(i, j-1))。最终返回dp(0, len(s)-1)即为整个字符串s的最长回文子序列长度。

时间复杂度:

O(n^2)

空间复杂度:

O(n^2)

代码细节讲解

🦆
在动态规划中,为什么选择使用二维备忘录memo而不是简化为一维数组?
在解决最长回文子序列问题时,使用二维备忘录memo是因为状态dp(i, j)依赖于它的子状态dp(i+1, j-1),dp(i+1, j)和dp(i, j-1),这些状态在不同的i和j组合下具有不同的值。一维数组无法同时保存对应于不同子序列范围的多个状态值,因此需要二维数组来存储状态,其中每一个元素dp[i][j]表示子序列s[i...j]的最长回文子序列长度。
🦆
函数dp(i, j)在i > j时返回0的逻辑依据是什么?
在字符串中,如果索引i大于索引j,意味着子序列的起始位置在终止位置之后,这种情况下,子序列是不可能存在的,因此其长度为0。这是根据字符串子序列定义和问题约束得出的逻辑结论,有效避免了无效或错误的子序列长度计算。
🦆
在边界条件中,dp(i, i)返回1是基于什么考虑?
在边界条件dp(i, i)中返回1是基于单个字符总是回文的考虑。即在字符串s中,任何单独的字符s[i]构成的子序列自身就是一个长度为1的回文子序列。因此,对于任何i,dp(i, i)的值应为1,表示单字符子序列的最长回文子序列长度。
🦆
如何理解动态规划中的递推公式dp(i, j) = dp(i+1, j-1) + 2当s[i] == s[j]?
递推公式dp(i, j) = dp(i+1, j-1) + 2用于处理s[i]与s[j]相等的情况。在这种情况下,s[i]和s[j]可以作为当前考虑的子序列的两端,它们自身构成回文的一部分。因此,除了这两个字符外,子序列s[i+1...j-1]的最长回文子序列长度(由dp(i+1, j-1)给出)需要加上这两个匹配字符,因此总长度增加2。这个递推关系说明了如何从已知的子问题构建出更大问题的解。

相关问题

最长回文子串

给你一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串

如果字符串的反序与原始字符串相同,则该字符串称为回文字符串。

 

示例 1:

输入:s = "babad"
输出:"bab"
解释:"aba" 同样是符合题意的答案。

示例 2:

输入:s = "cbbd"
输出:"bb"

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 1000
  • s 仅由数字和英文字母组成

回文子串

给你一个字符串 s ,请你统计并返回这个字符串中 回文子串 的数目。

回文字符串 是正着读和倒过来读一样的字符串。

子字符串 是字符串中的由连续字符组成的一个序列。

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"

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 1000
  • s 由小写英文字母组成

统计不同回文子序列

给你一个字符串 s ,返回 s 中不同的非空回文子序列个数 。由于答案可能很大,请返回对 109 + 7 取余 的结果。

字符串的子序列可以经由字符串删除 0 个或多个字符获得。

如果一个序列与它反转后的序列一致,那么它是回文序列。

如果存在某个 i , 满足 ai != bi ,则两个序列 a1, a2, ... 和 b1, b2, ... 不同。

 

示例 1:

输入:s = 'bccb'
输出:6
解释:6 个不同的非空回文子字符序列分别为:'b', 'c', 'bb', 'cc', 'bcb', 'bccb'。
注意:'bcb' 虽然出现两次但仅计数一次。

示例 2:

输入:s = 'abcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcddcbadcbadcbadcbadcbadcbadcbadcba'
输出:104860361
解释:共有 3104860382 个不同的非空回文子序列,104860361 是对 109 + 7 取余后的值。

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 1000
  • s[i] 仅包含 'a''b''c' 或 'd'