day165—递归—最长回文子序列(LeetCode-516)

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:

复制代码
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:

复制代码
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

解决方案:

这段代码是基于记忆化递归求解字符串最长回文子序列(LPS)的实现,在原有递归框架上优化了字符串传参方式,并调整了状态转移的分支逻辑,核心思路是通过递归 + 缓存避免重复计算,从子串两端向中间收敛求解最长回文子序列长度。

核心逻辑

  1. 核心定义

    • memo:二维记忆化数组(len×len),memo[begin][end] 缓存子串 s[begin..end] 的最长回文子序列长度,初始值-1标记 "未计算",避免重复递归;
    • dfs(begin, end, s):返回子串 s[begin..end] 的最长回文子序列长度,s 传引用(string&)避免超长字符串拷贝。
  2. 递归边界

    • begin > end(子串为空):返回 0(空串无回文子序列);
    • begin == end(子串仅 1 个字符):返回 1(单个字符自身是长度为 1 的回文子序列)。
  3. 记忆化优化 :递归开始时先检查memo[begin][end] != -1,若命中缓存则直接返回结果,将时间复杂度从纯递归的O(2n)降至O(n2),大幅提升效率。

  4. 核心状态转移

    • s[begin] == s[end](子串两端字符相等):最长回文子序列长度 = 中间子串(begin+1end-1)的结果 + 2(两端字符各贡献 1 位);
    • s[begin] != s[end](子串两端字符不等):最长回文子序列长度 = 删左字符(begin+1end)或删右字符(beginend-1)结果的最大值;
    • 最终再通过max(ret, max(...))二次校验,确保覆盖所有可能的回文子序列场景(避免分支逻辑遗漏最优解)。
  5. 主函数逻辑 :初始化记忆化数组,调用dfs(0, len-1, s)计算整个字符串的最长回文子序列长度并返回。

关键特点

  • 效率优化:字符串传引用减少拷贝开销,记忆化缓存避免重复递归,适配中短长度字符串;
  • 逻辑冗余但安全 :二次调用max(dfs(begin+1,end,s), dfs(begin,end-1,s))虽有冗余(两端不等时已计算过),但能确保结果不遗漏最优解;
  • 边界清晰:覆盖空串、单字符等基础场景,结果无偏差。

总结

  1. 核心思路:通过记忆化递归从子串两端向中间收敛,利用 "两端相等 + 2、不等取删左 / 删右最大值" 的规则求解最长回文子序列;
  2. 关键设计:memo数组是效率核心,传引用是性能优化核心,二次max校验是结果安全核心;
  3. 局限性:超长字符串(如全a的千级长度)仍会因递归栈溢出失效,需结合全相同字符特殊优化或迭代 DP。

函数源码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:

    vector<vector<int>> memo{};
    int dfs(int begin,int end,string& s){
        if(begin>end) return 0;
        if(begin==end)    return 1;
        int ret=0;
        if(memo[begin][end]!=-1){
            return memo[begin][end];
        }
        if(s[begin]==s[end]){
            ret = dfs(begin+1,end-1,s)+2;
        }
        else{
            ret = max(dfs(begin+1, end, s), dfs(begin, end-1, s));
        }
        ret = max(ret,max(dfs(begin+1,end,s),dfs(begin,end-1,s)));
        memo[begin][end]=ret;
        return ret;
    }


    int longestPalindromeSubseq(string s) {
        int len=s.length();
        memo.assign(len,vector<int>(len,-1));
        return dfs(0,len-1,s);
    }
};
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