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最长回文子串是LeetCode中字符串模块的典型题目,要求在给定的字符串中找到最长的回文连续子串。回文串指的是正读和反读都相同的字符串,比如"aba"、"bb"都是回文串。动态规划法通过保存中间计算结果,避免重复判断子串是否为回文,是解决该问题的优质方案。

如何用动态规划法高效求解LeetCode最长回文子串问题

动态规划核心思路

动态规划解决该问题的核心是将大问题拆解为小问题,通过子问题的解推导原问题的解。我们需要先明确几个关键要素:

状态定义

定义二维数组dp[i][j],表示字符串中从索引i到索引j的子串(包含i和j)是否为回文串。如果是回文串,dp[i][j]为true,否则为false。

状态转移方程

对于dp[i][j]的取值,需要分情况讨论:

  • 如果i == j,说明子串只有一个字符,必然是回文串,dp[i][j] = true
  • 如果j - i == 1,说明子串有两个字符,只要这两个字符相同就是回文串,dp[i][j] = (s[i] == s[j])
  • 如果j - i > 1,子串长度大于2,那么dp[i][j]为true的条件是:s[i] == s[j],并且dp[i+1][j-1]为true,也就是去掉首尾字符后的子串也是回文串

遍历顺序

因为dp[i][j]依赖dp[i+1][j-1],也就是依赖左下角的结果,所以遍历的时候需要先遍历子串长度,再遍历起始索引i,这样能保证计算dp[i][j]时,dp[i+1][j-1]已经计算完成。

完整代码实现

以下是Java语言的实现代码,包含完整的逻辑和注释:

public class LongestPalindrome {
    public String longestPalindrome(String s) {
        int n = s.length();
        if (n < 2) {
            // 字符串长度小于2,直接返回原字符串
            return s;
        }
        // 定义dp数组
        boolean[][] dp = new boolean[n][n];
        int maxLen = 1; // 最长回文子串长度,初始为1
        int begin = 0; // 最长回文子串的起始索引
        // 初始化:单个字符都是回文串
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            dp[i][i] = true;
        }
        // 遍历子串长度,从2开始到n
        for (int len = 2; len <= n; len++) {
            // 遍历起始索引i
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                int j = i + len - 1; // 结束索引j
                // 如果j超出字符串范围,结束当前循环
                if (j >= n) {
                    break;
                }
                // 判断s[i]和s[j]是否相等
                if (s.charAt(i) != s.charAt(j)) {
                    dp[i][j] = false;
                } else {
                    // 两个字符相等的情况
                    if (len <= 2) {
                        // 子串长度为2,直接为true
                        dp[i][j] = true;
                    } else {
                        // 依赖左下角的结果
                        dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1];
                    }
                }
                // 如果当前子串是回文串,且长度大于当前最大长度,更新结果
                if (dp[i][j] && len > maxLen) {
                    maxLen = len;
                    begin = i;
                }
            }
        }
        // 截取最长回文子串返回
        return s.substring(begin, begin + maxLen);
    }
}

复杂度分析

该动态规划解法的时间复杂度和空间复杂度如下:

复杂度类型数值说明
时间复杂度O(n²)需要遍历所有子串,子串总数为n*(n-1)/2,量级为n²
空间复杂度O(n²)需要存储n*n的二维dp数组

常见问题说明

很多开发者在实现时会遇到遍历顺序错误的问题,导致dp[i+1][j-1]还未计算就使用,得到错误结果。一定要遵循先遍历子串长度,再遍历起始索引的顺序,保证依赖的状态已经计算完成。

另外,初始化时只需要初始化单个字符的状态,两个字符及以上的状态会在遍历过程中计算,不需要提前初始化,避免冗余操作。

动态规划法的优势在于逻辑清晰,容易理解,适合作为求解最长回文子串的基础方法,掌握该方法后也可以进一步学习中心扩展法、Manacher算法等更优的解法。

动态规划最长回文子串LeetCode题解字符串处理修改时间:2026-07-03 21:18:32

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