一、问题描述:
给你一个字符串 s,请你将 s 分割成一些子串,使每个子串都是 回文串 。返回 s 所有可能的分割方案。
示例 1:
输入:s = "aab"
输出:[["a","a","b"],["aa","b"]]
示例 2:
输入:s = "a"
输出:[["a"]]
二、解题思路:
1、思路分析:本题属于分割问题,for循环的暴力解法太耗时了 。考虑另一种暴力解法-回溯。这里可以参考Carl的回溯方法模板:
java
void backtracking(参数) {
if (终止条件) {
存放结果;
return;
}
for (选择:本层集合中的元素) {
处理单个节点;
backtracking(路径,选择列表); // 递归
回溯,撤销处理结果
}
}
2、思考回溯的几个关键点:
- 终止条件:从起始点开始分割字符串,如果分割点startindex>= s.length(),说明分割完毕,找到一组解。
- 在for (int i = l; i < s.length(); i++)循环中,我们定义了起始位置l,那么 [l, i] 就是要截取的子串。
- 处理节点就是要判断这个子串是不是回文串,如果是回文,就加入path中,path用来记录切割过的回文子串,然后继续分割剩余的子串,起始位置变为i+1。如果不是回文串则continue 跳过,没必要继续分割了。
3、具体步骤:
- partition 方法:这是主方法,它接收一个字符串作为参数,然后调用 partitions 方法进行递归分割,并最终返回结果列表。
- partitions 方法:这是递归的核心方法。它通过遍历字符串的所有可能分割点,从当前分割点开始,判断从当前位置到字符串末尾的子串是否为回文串。如果是回文串,则将该子串加入到当前路径中,并继续递归下一个分割点。如果不是回文串,则跳过当前分割点,继续遍历下一个分割点。
- isPalindrome 方法:这是用于判断子串是否为回文串的辅助方法。通过首尾指针向中间移动的方式进行判断,如果遇到不相等的字符,则返回 false,否则返回 true。
三、代码示例:
java
class Solution {
List<List<String>> result = new ArrayList<>(); // 存储所有分割结果的列表
LinkedList<String> path = new LinkedList<>(); // 存储当前分割路径的链表
public List<List<String>> partition(String s) {
partitions(s, 0); // 调用递归方法进行分割
return result; // 返回所有分割结果
}
// 递归方法,用于分割字符串并找到所有回文子串
public void partitions(String s, int l) {
if (l >= s.length()) { // 当分割点超过字符串长度时,将当前路径加入结果列表
result.add(new ArrayList<>(path));
return;
}
for (int i = l; i < s.length(); i++) { // 遍历字符串的所有可能分割点
if (isPalindrome(s, l, i)) { // 如果从当前分割点到 i 的子串是回文串
path.add(s.substring(l, i + 1)); // 将该子串加入当前路径
} else {
continue; // 如果不是回文串,则跳过当前分割点,继续向后遍历
}
partitions(s, i + 1); // 递归调用,从下一个位置开始继续分割
path.removeLast(); // 回溯,移除最后一个子串,尝试其他分割点
}
}
// 判断子串是否为回文串的方法
public boolean isPalindrome(String s, int l, int r) {
while (l < r) {
if (s.charAt(l++) != s.charAt(r--)) {
return false; // 如果左右指针指向的字符不相等,则不是回文串
}
}
return true; // 如果遍历完整个子串都没有发现不相等的情况,则是回文串
}
}
- 时间复杂度分析:
在 partitions 方法中,对于每个字符,都有两种选择:要么作为一个新的分割点,要么继续向后移动。因此,时间复杂度为 O(2^n)。
在 isPalindrome 方法中,对于每个子串,最坏情况下需要遍历整个子串的长度,时间复杂度为 O(n)。
综上所述,总的时间复杂度为 O(n * 2^n)。
四、总结与补充:
1、判断回文子串:字符串反转后和原字符串相同即为回文串,可用双指针法判断。
java
private boolean huiwen(String s, int startIndex, int end) {
for (int i = startIndex, j = end; i < j; i++, j--) {
if (s.charAt(i) != s.charAt(j)) return false;
}
return true;
2、字符串截取:通过subString()方法来进行字符串截取,返回字符串中的子字符串。
①传递一个参数:
java
public String substring(int beginIndex);
子字符串从指定索引处的字符开始,到此字符串末尾。
②传递两个参数:
java
public String substring(int beginIndex, int endIndex);
从指定的 beginIndex 处开始,直到索引 endIndex - 1 处的字符。因此,该子字符串的长度为 endIndex-beginIndex。
参数说明:beginIndex -- 起始索引(包括)、endIndex -- 结束索引(不包括)。