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C++怎么实现Manacher算法_C++最长回文子串教程【字符串】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-27 16:42:12

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来源于php中文网

原创

manacher算法需将原串预处理为"#a#b#b#a#"形式以统一处理奇偶回文,radius数组存半径(含中心),真实长度为rad[i]-1,原串起始位置为(i-rad[i]+1)/2,边界检查必须严格防止越界。

c++怎么实现manacher算法_c++最长回文子串教程【字符串】

Manacher算法的核心是预处理字符串

不加#分隔符直接跑原串,90%的实现会越界或漏判偶数长度回文。标准做法是把"abba"变成"#a#b#b#a#",这样所有回文都变成奇数长度,中心唯一、边界清晰。

常见错误:用string::insert循环插'#'——性能差且容易索引错乱;正确做法是一次性构造新串:

string preprocess(const string& s) {
    string t = "#";
    for (char c : s) {
        t += c;
        t += '#';
    }
    return t;
}
  • 注意:开头必须加'#',否则t[0]为中心时左边界会越界
  • 不要用"" + c + "#"拼接,C++中charstring隐式转换慢
  • 如果原串含'#',得换其他未出现字符(比如'$'),但一般题目保证ASCII可打印字符,'#'安全

radius数组怎么初始化和更新

vector<int> rad</int>存的是以每个位置为中心的回文半径(含中心),不是“回文长度”。比如"#a#b#b#a#"中,中间'b'对应位置的rad[i]是5,代表覆盖"#a#b#b#a#"这一段——所以真实回文长度是rad[i] - 1

关键逻辑在“利用回文对称性”:当当前i落在已知最右回文[L, R]内,可先设rad[i] = min(rad[2 * C - i], R - i),其中C是中心。

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  • 别忘了后续暴力扩展:while (i - rad[i] >= 0 && i + rad[i]
  • rad[i]++后要立刻更新RC:只有i + rad[i] - 1 > R时才更新
  • 初始化rad全为1,不是0——每个字符自身就是长度为1的回文

怎么从rad数组还原最长回文子串

原始串下标和预处理串下标有固定映射:预处理串位置i对应原串位置(i - 1) / 2(仅当i为奇数)。所以最长回文在原串中的起始位置是(center - rad[center] + 1) / 2,长度是rad[center] - 1

常见错误:遍历rad时只比大小,却没记录对应的i;或者用i算起始位置时没考虑整除截断。

  • 找最大rad[i]时,一定要同步记下i值,不能只记数值
  • 起始位置公式: start = (i - rad[i] + 1) / 2 —— 这个+1是为了抵消#偏移
  • 长度直接取rad[i] - 1,不用再除2或加减

边界和性能要注意什么

Manacher是O(n)的,但常因边界写错退化成O(n²)。最典型的是扩展循环里没检查i - rad[i]是否>= 0,导致string越界抛异常或静默错误。

  • 务必用size_t要小心:i - rad[i]可能是负数,强制转size_t就变极大正数,访问非法内存
  • 测试用例一定要包括空串、单字符、全相同字符(如"aaaa")、无回文(如"abcde"
  • 如果题目要求返回所有最长回文(不止一个),不能只记第一个最大rad[i],得扫完整个数组

真正卡住人的往往不是算法思想,而是预处理串索引和原串索引之间那几行换算——写完一定拿"abccba"手动推一遍i=3i=6的映射。

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