Manacher算法通过预处理将字符串统一为奇数长度回文,利用对称性和已知回文半径数组P,在O(n)时间内求出最长回文子串;遍历中维护最右边界right和中心center,借助mirror减少重复扩展,最后根据P数组最大值定位原串起始位置并返回结果。

Manacher算法能在O(n)时间内找出字符串中最长回文子串,比暴力和动态规划更高效。C++实现的关键是预处理字符串并维护回文半径数组。
预处理字符串
在原字符串每个字符间插入特殊符号(如’#’),并在首尾添加不同边界符,避免越界。例如 “aba” 变为 “^#a#b#a#$”。
这样做可以把奇偶长度回文统一处理,所有回文都变为奇数长度。
维护回文半径数组 P
定义数组 P[i] 表示以位置 i 为中心的最长回文半径(不包含中心)。同时维护最右回文边界 right 和对应中心 center。
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遍历每个位置 i:
如果 i 在 right 内,利用对称性:P[i] = min(right – i, P[2 * center – i])尝试向外扩展,更新 P[i]如果 i + P[i] > right,更新 center 和 right
提取最长回文
扫描 P 数组找到最大值及其位置,再映射回原字符串。
原串中起始位置为 (maxCenter – maxLen) / 2,长度为 maxLen。
以下是一个完整可运行的 C++ 实现:
#include #include #include using namespace std;string longestPalindrome(string s) { if (s.empty()) return ""; // 预处理字符串 string transformed = "^#"; for (char c : s) { transformed += c; transformed += '#'; } transformed += '$'; int n = transformed.size(); vector P(n, 0); int center = 0, right = 0; for (int i = 1; i < n - 1; i++) { int mirror = 2 * center - i; if (i right) { center = i; right = i + P[i]; } } // 找最长回文 int maxLen = 0, maxCenter = 0; for (int i = 1; i maxLen) { maxLen = P[i]; maxCenter = i; } } int start = (maxCenter - maxLen) / 2; return s.substr(start, maxLen);}// 测试int main() { string s = "babad"; cout << longestPalindrome(s) << endl; // 输出 bab 或 aba return 0;}
基本上就这些。核心是利用已知回文的对称性减少重复计算,达到线性时间复杂度。
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