dfs/palindrome-partitioning
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2023-12-01
Palindrome Partitioning
描述
Given a string s, partition s such that every substring of the partition is a palindrome.
Return all possible palindrome partitioning of s.
For example, given s = "aab", Return
[
["aa","b"],
["a","a","b"]
]
分析
在每一步都可以判断中间结果是否为合法结果，用回溯法。
一个长度为 n 的字符串，有n-1个地方可以砍断，每个地方可断可不断，因此复杂度为$$O(2^{n-1})$$
深搜 1
// Palindrome Partitioning
// 时间复杂度O(2^n)，空间复杂度O(n)
public class Solution {
public List<List<String>> partition(String s) {
List<List<String>> result = new ArrayList<>();
List<String> path = new ArrayList<>(); // 一个partition方案
dfs(s, path, result, 0, 1);
return result;
}
// prev 表示前一个隔板, start 表示当前隔板
private static void dfs(String s, List<String> path,
List<List<String>> result, int prev, int start) {
if (start == s.length()) { // 最后一个隔板
if (isPalindrome(s, prev, start - 1)) { // 必须使用
path.add(s.substring(prev, start));
result.add(new ArrayList<>(path));
path.remove(path.size() - 1);
}
return;
}
// 不断开
dfs(s, path, result, prev, start + 1);
// 如果[prev, start-1] 是回文，则可以断开，也可以不断开（上一行已经做了）
if (isPalindrome(s, prev, start - 1)) {
// 断开
path.add(s.substring(prev, start));
dfs(s, path, result, start, start + 1);
path.remove(path.size() - 1);
}
}
private static boolean isPalindrome(String s, int start, int end) {
while (start < end && s.charAt(start) == s.charAt(end)) {
++start;
--end;
}
return start >= end;
}
}
// Palindrome Partitioning
// 时间复杂度O(2^n)，空间复杂度O(n)
class Solution {
public:
vector<vector<string>> partition(string s) {
vector<vector<string>> result;
vector<string> path; // 一个partition方案
dfs(s, path, result, 0, 1);
return result;
}
// prev 表示前一个隔板, start 表示当前隔板
void dfs(string &s, vector<string>& path,
vector<vector<string>> &result, size_t prev, size_t start) {
if (start == s.size()) { // 最后一个隔板
if (isPalindrome(s, prev, start - 1)) { // 必须使用
path.push_back(s.substr(prev, start - prev));
result.push_back(path);
path.pop_back();
}
return;
}
// 不断开
dfs(s, path, result, prev, start + 1);
// 如果[prev, start-1] 是回文，则可以断开，也可以不断开（上一行已经做了）
if (isPalindrome(s, prev, start - 1)) {
// 断开
path.push_back(s.substr(prev, start - prev));
dfs(s, path, result, start, start + 1);
path.pop_back();
}
}
bool isPalindrome(const string &s, int start, int end) {
while (start < end && s[start] == s[end]) {
++start;
--end;
}
return start >= end;
}
};
深搜 2
另一种写法，更加简洁。这种写法也在 Combination Sum, Combination Sum II 中出现过。
// Palindrome Partitioning
// 时间复杂度O(2^n)，空间复杂度O(n)
public class Solution {
public List<List<String>> partition(String s) {
List<List<String>> result = new ArrayList<>();
List<String> path = new ArrayList<>(); // 一个partition方案
dfs(s, path, result, 0);
return result;
}
// 搜索必须以s[start]开头的partition方案
private static void dfs(String s, List<String> path,
List<List<String>> result, int start) {
if (start == s.length()) {
result.add(new ArrayList<>(path));
return;
}
for (int i = start; i < s.length(); i++) {
if (isPalindrome(s, start, i)) { // 从i位置砍一刀
path.add(s.substring(start, i+1));
dfs(s, path, result, i + 1); // 继续往下砍
path.remove(path.size() - 1); // 撤销上上行
}
}
}
private static boolean isPalindrome(String s, int start, int end) {
while (start < end && s.charAt(start) == s.charAt(end)) {
++start;
--end;
}
return start >= end;
}
}
// Palindrome Partitioning
// 时间复杂度O(2^n)，空间复杂度O(n)
class Solution {
public:
vector<vector<string>> partition(string s) {
vector<vector<string>> result;
vector<string> path; // 一个partition方案
DFS(s, path, result, 0);
return result;
}
// 搜索必须以s[start]开头的partition方案
void DFS(string &s, vector<string>& path,
vector<vector<string>> &result, int start) {
if (start == s.size()) {
result.push_back(path);
return;
}
for (int i = start; i < s.size(); i++) {
if (isPalindrome(s, start, i)) { // 从i位置砍一刀
path.push_back(s.substr(start, i - start + 1));
DFS(s, path, result, i + 1); // 继续往下砍
path.pop_back(); // 撤销上上行
}
}
}
bool isPalindrome(const string &s, int start, int end) {
while (start < end && s[start] == s[end]) {
++start;
--end;
}
return start >= end;
}
};
动规
// Palindrome Partitioning
// 动规，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(1)
public class Solution {
public List<List<String>> partition(String s) {
final int n = s.length();
boolean[][] p = new boolean[n][n]; // whether s[i,j] is palindrome
for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
for (int j = i; j < n; ++j)
p[i][j] = s.charAt(i) == s.charAt(j) &&
((j - i < 2) || p[i + 1][j - 1]);
List<List<String>>[] subPalins = new ArrayList[n]; // sub palindromes of s[0,i]
for (int i = 0; i < n; ++i) subPalins[i] = new ArrayList<>();
for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
for (int j = i; j < n; ++j)
if (p[i][j]) {
String palindrome = s.substring(i, j+1);
if (j + 1 < n) {
for (List<String> v : subPalins[j + 1]) {
ArrayList<String> tmp = new ArrayList<>(v);
tmp.add(0, palindrome);
subPalins[i].add(tmp);
}
} else {
ArrayList<String> tmp = new ArrayList<>();
tmp.add(palindrome);
subPalins[i].add(tmp);
}
}
}
return subPalins[0];
}
}
// Palindrome Partitioning
// 动规，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(1)
class Solution {
public:
vector<vector<string> > partition(string s) {
const int n = s.size();
bool p[n][n]; // whether s[i,j] is palindrome
fill_n(&p[0][0], n * n, false);
for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
for (int j = i; j < n; ++j)
p[i][j] = s[i] == s[j] && ((j - i < 2) || p[i + 1][j - 1]);
vector<vector<string> > sub_palins[n]; // sub palindromes of s[0,i]
for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
for (int j = i; j < n; ++j)
if (p[i][j]) {
const string palindrome = s.substr(i, j - i + 1);
if (j + 1 < n) {
for (auto v : sub_palins[j + 1]) {
v.insert(v.begin(), palindrome);
sub_palins[i].push_back(v);
}
} else {
sub_palins[i].push_back(vector<string> { palindrome });
}
}
}
return sub_palins[0];
}
};