将字符串划分为至少长度为 2 的回文子串,且每个字符仅出现在一个子串中


将字符串划分为至少长度为 2 的回文子串,且每个字符仅出现在一个子串中,是计算机科学中一个具有挑战性的问题。任务是获取一个字符串并将其划分为多个子字符串,每个子字符串至少包含两个字符,并且仅包含原始字符串中的每个字符一次。目标是确定每个子字符串是否为回文。

在本教程中,我们将使用 C++ 提供此问题的解决方案。我们将逐步讨论算法和代码实现,并提供两个测试示例以帮助您更好地理解概念。在本教程结束时,您将清楚地了解如何将字符串划分为至少长度为 2 的回文子字符串,且每个字符仅出现在一个子字符串中。因此,让我们深入探讨并详细探索这个有趣的问题。

问题陈述

给定一个由 N 个小写字母组成的字符串 'S'。您的任务是确定是否存在任何长度大于或等于 2 的回文子串,这些子串可以通过精确选择字符串 'S' 的每个字符一次来形成。如果存在这样的字符串,则打印“Yes”。否则,打印“No”。

示例

示例 1

Input: S = "abbccdd"
Output: Yes

说明:可以通过精确选择 S 的每个字符一次来形成以下回文子串 - “abba”、“cc”、“dd”。因此,输出为“Yes”。

示例 2

Input: ""abc""
Output: No

说明:可以通过精确选择 S 的每个字符一次形成的唯一可能的字符串是“ab”和“ac”,它们都不是回文。因此,输出为“No”。

算法

步骤 1:初始化一个大小为 26 的数组 'a',所有元素均为 0,以存储每个字符的频率。

步骤 2:初始化两个变量 'o' 和 'e',分别将频率为 1 和偶数的字符的频率存储为 0。

步骤 3:遍历字符串 'S' 并更新 'a' 数组中每个字符的频率。

步骤 4:迭代 'a' 数组的所有字符。

步骤 5:如果字符的频率为 1,则递增 'o'。

步骤 6:如果字符的频率为偶数且大于 0,则将 'e' 递增频率的一半。

步骤 7:如果 'e' 的值大于或等于 'o',则打印“Yes”并返回。

步骤 8. 否则,计算频率等于 1 且不是回文子串一部分的字符数量,并将其存储在 'o' 中。

步骤 9:迭代 'a' 数组的所有字符。

步骤 10:如果 'o' 的值变为小于或等于 0,则退出循环。

步骤 11:如果当前字符的频率为奇数,大于 2 且 'o' 大于 0,则从 'o' 中减去频率的一半。

步骤 12:如果仍然剩余单个字符且 'o' 大于 0,则将 'o' 递增 1 并将当前字符的频率设置为 1。

步骤 13:如果 'o' 的值小于或等于 0,则打印“Yes”。否则,打印“No”。

该算法的时间复杂度为 O(N),其中 N 是字符串 'S' 的长度。现在,我们将使用 C++ 和示例来了解上述算法的实现。所以让我们开始吧!

示例

使用 C++ 实现上述算法

下面的程序检查给定字符串是否可以划分为至少长度为 2 的回文子串,且每个字符仅出现在一个字符串中。该程序使用数组存储字符串中每个字符的频率,然后检查所有字符的频率是否允许有效划分。如果划分可能,则程序输出“Yes”,否则输出“No”。

#include <iostream>
using namespace std;
void checkPalindrome(string& s){
    int a[26] = { 0 };
    int o = 0, e = 0;    
    for (int i = 0; s[i] != '\0'; i++)
        a[(int)s[i] - 97]++;    
    for (int i = 0; i < 26; i++) {
        if (a[i] == 1)
            o++;
        else if (a[i] % 2 == 0 and a[i] != 0)
            e += (a[i] / 2);
    }    
    if (e >= o)
        cout << "Yes" << endl;
    else {
        o = o - e;
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (o <= 0)
                break;
            if (o > 0 and a[i] % 2 == 1 and a[i] > 2) {
                int k = o;
                o = o - a[i] / 2;
                if (o > 0 or 2 * k + 1 == a[i]) {
                    o++;
                    a[i] = 1;
                }
            }
        }
        if (o <= 0)
            cout << "Yes" << endl;
        else
            cout << "No" << endl;
    }
}
int main(){
    string str1 = "racecar";
    string str2 = "abc";    
    cout << "Input 1: " << str1 << endl;
    cout << "Output 1: ";
    checkPalindrome(str1);    
    cout << "Input 2: " << str2 << endl;
    cout << "Output 2: ";
    checkPalindrome(str2);
    return 0;
}

输出

Input 1: racecar
Output 1: Yes
Input 2: abc
Output 2: No

结论

总而言之,可以使用本教程中讨论的方法有效地将字符串划分为至少长度为 2 的回文子串,且每个字符仅出现在一个字符串中。通过仔细分析问题陈述并利用字符频率,我们可以确定给定字符串是否可以划分。提供的 C++ 程序演示了这种方法的实现,并且可以用作解决类似问题的起点。

更新于: 2023年9月8日

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