这个算法的回文分区时间复杂度是多少?

Zha*_*nan 4 c++ algorithm big-o dynamic-programming palindrome

回文分区

给定一个字符串 s,分区 s 使得分区的每个子串都是一个回文。
返回 s 的所有可能的回文分区。

我个人认为,时间复杂度是 O(n^n),n 是给定字符串的长度。

谢谢Dan Roche,时间复杂度 = O(n* (2^n)),请查看下面的详细信息。

#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
vector<vector<string>> partition(string s) {
    vector<vector<string>> list;
    vector<string> subList;

    // Input validation.
    if (s.length() <= 1) {
        subList.push_back(s);
        list.push_back(subList);
        return list;
    }

    int len = s.length();
    vector<vector<bool>> memo(len, vector<bool>(len));
    for (int i = 0; i < len; i ++) {
        for (int j = 0; j < len; j ++) {
            if (i >= j) memo[i][j] = true;
            else memo[i][j] = false;
        }
    }

    int start = 0;
    helper(s, start, list, subList, memo);

    return list;
}

void helper(string s, int start, 
            vector<vector<string>> &list, vector<string> &subList,
            vector<vector<bool>> &memo) {

    // Base case.
    if (start > s.length() - 1) {
        vector<string> one_rest(subList);
        list.push_back(one_rest);
        return;
    }

    for (int len = 1; start + len <= s.length(); len ++) {
        int end = start + len - 1;

        memo[start][end] = (len == 1) ||
                           (memo[start + 1][end - 1] && s[start] == s[end]);

        if (memo[start][end] == true) {
            // Have a try.
            subList.push_back(s.substr(start, len));

            // Do recursion.
            helper(s, end + 1, list, subList, memo);

            // Roll back.
            subList.pop_back();
        }
    }
}
};
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sca*_*age 10

应该是 O(n*2^n)。您基本上是在尝试所有可能的分区。对于长度为 n 的字符串,您将有 2^(n - 1) 种方式对其进行分区。这是因为,一个分区就相当于放了一个“|” 在 b/t 两个字符。有 n - 1 个这样的插槽来放置“|”。每个插槽只有两个选择 - 放置一个“|” 或不放置“|”。因此有 2^(n - 1) 种放置“|”的方法。

然后对于每个唯一的分区,您必须遍历整个字符串(在最坏的情况下,当您有重复字符时)以确保每个分区都是回文。所以 n * 2 ^ (n - 1) = O(n*2^n)。


Dan*_*n R 5

最坏情况下的运行时间为 O(n * 2^n)。这当然如您所怀疑的那样是指数级的,但没有 O(n^n) 那么糟糕。

以下是我获得 O(n * 2^n) 的方法:您的顶级函数有一个 O(n^2) 循环来初始化备忘录,然后调用整个字符串的 helper 。因此,如果我们将调用等于 n 的助手的成本写为 H(n) (s.length()-start),那么算法的总成本将是

成本 = H(n) + O(n^2)

H(n) 的基本情况是s.length() - start等于 1 时,然后它只是复制列表的成本:

H(1) = O(n)

对于递归情况,如果if条件memo[start][end]true每次,将会有 (n-1) 次递归调用,大小为 (n-1), (n-2), (n-3), ..., 2, 1除了这些对 的递归调用之外helper,您还必须substr以相同的大小调用该函数,总共花费 O(n^2)。因此,对于 n>1,H(n) 的总体成本为

H(n) = H(n-1) + H(n-2) + ... + H(1) + O(n^2)

(我会把它写成一个总结,但 SO 没有 LaTeX 支持。)

现在您可以为 H(n-1) 编写相同的表达式,然后代入以简化:

H(n) = 2 H(n-1) + O(n)

这解决了

H(n) = O(n * 2^n)

由于它大于 O(n^2),因此整个成本也是 O(n * 2^n)。


注意:您可以通过在单个 O(n^3) 循环中预先计算所有子字符串来稍微改进这一点。您也可以对memo数组执行相同的操作。然而,这并没有改变渐进大 O 界。

事实上,O(n * 2^n) 是最佳的,因为在最坏的情况下,字符串是同一字符重复 n 次,例如“aaaaaa”,在这种情况下,有 2^n 个可能的分区,每个分区都有大小n,总输出大小为 Ω(n * 2^n)。