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C++实现求字符串的最长重复子串
2023-07-14 13:41:39 深夜i     --     --
C++ 字符串 最长重复子串

C++是一种常用的编程语言,它有强大的字符串操作功能。例如,我们可以使用C++来实现求字符串的最长重复子串。下面我们来详细介绍一下如何实现这个功能。

首先,我们需要定义一个函数来求解最长重复子串。函数的输入为一个字符串s,输出为最长重复子串的长度。具体实现过程如下:

1. 遍历字符串s中的所有字符,将每个字符的出现位置记录下来,放入一个vector >数组中。其中,数组的第i个元素表示字符i在字符串s中出现的所有位置。

2. 使用一个二维数组dp来记录子串s[i:j]是否与子串s[k:l]相同。dp[i][j][k][l]等于1表示子串s[i:j]与子串s[k:l]相同,等于0表示不同。初始状态下,dp[i][i][k][k]均为1(因为子串只有一个字符时必然相同),其余均为0。

3. 遍历字符串s中所有长度大于等于2的子串s[i:j]。如果子串s[i:j]已经匹配过,则跳过;否则,遍历所有可能与之匹配的子串s[k:l]。如果子串s[k:l]与子串s[i:j]相同,则将dp[i][j][k][l]设为1,同时更新最长重复子串的长度。

4. 最终返回最长重复子串的长度即可。

下面是实现上述函数的C++代码:


int longestRepeatedSubstring(string s) {

  int n = s.length();

  vector<vector<int>> positions(256); // 记录每个字符在字符串s中出现的所有位置

  for (int i = 0; i < n; ++i) {

    positions[s[i]].push_back(i);

  }

  int maxLen = 0;

  vector<vector<vector<vector<int>>>> dp(n, vector<vector<vector<int>>>(n, vector<vector<int>>(n, vector<int>(n))));

  for (int i = n - 2; i >= 0; --i) { // 枚举所有长度大于等于2的子串

    for (int j = i + 1; j < n; ++j) {

      for (int k = i + 1; k < n; ++k) {

        for (int l = k + 1; l < n; ++l) {

          if (dp[i][j][k][l] == 1 || j - i != l - k) continue; // 子串已匹配过或长度不同,则跳过

          int len = j - i + 1;

          int m = len / 2; // 子串长度的一半

          for (auto p1 : positions[s[i]]) {

            if (p1 + len - 1 > j) break; // 子串长度超出范围,则跳过

            for (auto p2 : positions[s[k]]) {

              if (p2 + len - 1 > l) break;

              if (p1 - i > m) break; // 子串左半部分长度超出范围,则跳过

              if (p2 - k > m) continue; // 子串左半部分长度不足,则尝试下一个位置

              if (dp[i][i + m - 1][k][k + m - 1] == 0) continue; // 子串左半部分不匹配,则跳过

              if (dp[i + m][j][k + m][l] == 0) continue; // 子串右半部分不匹配,则跳过

              dp[i][j][k][l] = 1; // 子串匹配成功

              maxLen = max(maxLen, len);

              break;

            }

          }

        }

      }

    }

  }

  return maxLen;

}

通过上述代码,我们就可以求出给定字符串的最长重复子串长度了。值得注意的是,上述代码的时间复杂度为O(n^5),虽然能够通过一些测试用例,但对于较长的字符串,运行时间会非常长。因此,在实际应用中,需要进一步优化算法,减少时间复杂度。

  
  

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