Java 算法面试题中怎么用动态规划解决最长回文子串问题

星涛君_8043

星涛君_8043

2026-07-31

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原创

动态规划是解决最长回文子串问题最经典且高效的方法之一,时间复杂度o(n²),空间复杂度可优化至o(n);核心利用回文对称性,定义dpi表示s[i..j]是否为回文,并按子串长度从小到大递推更新状态,同时记录最大长度与起始位置。

java 算法面试题中怎么用动态规划解决最长回文子串问题

动态规划是解决最长回文子串问题最经典且高效的方法之一,时间复杂度 O(n²),空间复杂度可优化到 O(n)。核心在于利用回文的对称性:如果 s[i] == s[j],且 s[i+1..j-1] 是回文,那么 s[i..j] 也是回文。

状态定义与转移方程

定义 dp[i][j] 表示子串 s[i..j] 是否为回文(boolean 类型),则:

  • 当 i == j 时,单个字符必为回文 → dp[i][i] = true
  • 当 j == i + 1 时(长度为 2),只需判断 s[i] == s[j]
  • 当 j > i + 1 时,dp[i][j] = (s[i] == s[j]) && dp[i+1][j-1]

每次更新 dp[i][j] 后,若为 true,记录当前长度和起始位置,用于最后截取结果。

二维 DP 的标准实现(易理解)

用二维布尔数组存储状态,按子串长度从小到大枚举,避免依赖未计算的状态:

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  • 先初始化所有长度为 1 的子串(dp[i][i] = true)
  • 再处理长度为 2 的子串(i 从 0 到 n-2,j = i+1)
  • 最后枚举长度 L 从 3 到 n,i 从 0 到 n-L,j = i+L-1
  • 每次满足 s[i]==s[j] 且 dp[i+1][j-1] 为 true 时更新最大长度和起始索引

空间优化:滚动数组或一维 DP

由于 dp[i][j] 只依赖 dp[i+1][j-1](即左下角),无法直接压缩成严格一维,但可只保留上一层(i+1 对应的行)来节省空间。更常用的是「中心扩展法」配合 DP 思想做空间 O(1) 解法;若坚持 DP,可用两个一维数组交替更新,把空间降到 O(n)。

边界与细节处理

容易出错的地方包括:

  • 循环顺序必须保证 dp[i+1][j-1] 已计算 → 推荐按长度枚举,而非简单双重 for(i,j)
  • 字符串为空或长度为 1 时需特判,返回原串
  • 更新最大长度时,要同步更新起始下标:start = i,maxLen = j - i + 1
  • Java 中 substring(i, j) 是左闭右开,最终返回 s.substring(start, start + maxLen)

不复杂但容易忽略细节,写完建议用 "babad"、"cbbd"、"a"、"" 几个典型用例验证。

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