1861: 斗破苍穹

Posted 2020-09-15 X_1996

题目链接：https://acm.zzuli.edu.cn/zzuliacm/problem.php?id=1861

Manacher\'s Algorithm 马拉车算法和详解：http://www.cnblogs.com/grandyang/p/4475985.html

Description

有一天, 我们帅气的LC来到加玛帝国. 有时候, 缘分就是这么奇怪, LC和加玛帝国的公主一见钟情, 奈何公主的父王不同意, 因为他觉得LC除了长得特别帅之外, 并没有一技之长.

LC对此呵呵一笑, 他说, 我可是创新实验室走出来的学生, 我会的技能可多着呢, 先说个简单的吧, 只要你给我任意一串字符串, 我就能立马算出这串字符串当中最长回文串的长度. 国王很是吃惊, 说要考一考LC.

于是国王想让你帮忙写一个程序, 用来比对LC的答案, 快来帮帮国王吧!

 

Input

第一行输入一个T(T <= 50), 表示一共有T组测试数据. 接下来T行, 每行为一组由小写字母组成, 长度不超过10^5的字符串.

 

Output

每行一个整数X, 表示该组字符串中所包含的最长回文长度.

 

Sample Input

3 aba abc aabaa

Sample Output

3 1 5

 

分析转载：http://www.cnblogs.com/grandyang/p/4475985.html

这个马拉车算法Manacher‘s Algorithm是用来查找一个字符串的最长回文子串的线性方法，由一个叫Manacher的人在1975年发明的，这个方法的最大贡献是在于将时间复杂度提升到了线性，这是非常了不起的。对于回文串想必大家都不陌生，就是正读反读都一样的字符串，比如 "bob", "level", "noon" 等等，那么如何在一个字符串中找出最长回文子串呢，可以以每一个字符为中心，向两边寻找回文子串，在遍历完整个数组后，就可以找到最长的回文子串。但是这个方法的时间复杂度为O(n*n)，并不是很高效，下面我们来看时间复杂度为O(n)的马拉车算法。

由于回文串的长度可奇可偶，比如"bob"是奇数形式的回文，"noon"就是偶数形式的回文，马拉车算法的第一步是预处理，做法是在每一个字符的左右都加上一个特殊字符，比如加上\'#\'，那么

bob    -->    #b#o#b#

noon    -->    #n#o#o#n# 

这样做的好处是不论原字符串是奇数还是偶数个，处理之后得到的字符串的个数都是奇数个，这样就不用分情况讨论了，而可以一起搞定。接下来我们还需要和处理后的字符串t等长的数组p，其中p[i]表示以t[i]字符为中心的回文子串的半径，若p[i] = 1，则该回文子串就是t[i]本身，那么我们来看一个简单的例子：

# 1 # 2 # 2 # 1 # 2 # 2 #
1 2 1 2 5 2 1 6 1 2 3 2 1

由于第一个和最后一个字符都是#号，且也需要搜索回文，为了防止越界，我们还需要在首尾再加上非#号字符，实际操作时我们只需给开头加上个非#号字符，结尾不用加的原因是字符串的结尾标识为\'\\0\'，等于默认加过了。通过p数组我们就可以找到其最大值和其位置，就能确定最长回文子串了，那么下面我们就来看如何求p数组，需要新增两个辅助变量mx和id，其中id为最大回文子串中心的位置，mx是回文串能延伸到的最右端的位置，这个算法的最核心的一行如下：

 

p[i] = mx > i ? min(p[2 * id - i], mx - i) : 1;

 

可以这么说，这行要是理解了，那么马拉车算法基本上就没啥问题了，那么这一行代码拆开来看就是

如果mx > i, 则 p[i] = min(p[2 * id - i], mx - i)

否则， p[i] = 1

当 mx - i > P[j] 的时候，以S[j]为中心的回文子串包含在以S[id]为中心的回文子串中，由于 i 和 j 对称，以S[i]为中心的回文子串必然包含在以S[id]为中心的回文子串中，所以必有 P[i] = P[j]，见下图。

 

 

当 P[j] >= mx - i 的时候，以S[j]为中心的回文子串不一定完全包含于以S[id]为中心的回文子串中，但是基于对称性可知，下图中两个绿框所包围的部分是相同的，也就是说以S[i]为中心的回文子串，其向右至少会扩张到mx的位置，也就是说 P[i] >= mx - i。至于mx之后的部分是否对称，就只能老老实实去匹配了。

对于 mx <= i 的情况，无法对 P[i]做更多的假设，只能P[i] = 1，然后再去匹配了。

 

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>

using namespace std;

int Manacher(string s)
{
    string t="$#";
    int m=0,s1;
    for(int i=0;i<s.size();i++)
    {
        t+=s[i];
        t+="#";
    }

    vector<int>p(t.size(),0);
    int mx=0,id=0;
    for(int i=2;i<t.size();i++)
    {
        p[i]=mx>i ? min(p[2*id-i],mx-i):1;//取小的
        while(t[i+p[i]]==t[i-p[i]])++p[i];
        if(mx<i+p[i])
        {
            mx=i+p[i];
            id=i;
        }

        s1=p[i]-1;
        if(s1>m)
            m=s1;
    }
    return m;
}

int main()
{
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        char a[100010];
        scanf("%s",a);
        int s=Manacher(a);
        printf("%d\\n",s);
    }
}