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重复的子字符串


描述

给定一个非空的字符串 s ,检查是否可以通过由它的一个子串重复多次构成。

示例 1:

输入: s = “abab”
输出: true
解释: 可由子串 “ab” 重复两次构成。
示例 2:

输入: s = “aba”
输出: false
示例 3:

输入: s = “abcabcabcabc”
输出: true
解释: 可由子串 “abc” 重复四次构成。 (或子串 “abcabc” 重复两次构成。)

提示:

1 <= s.length <= 104
s 由小写英文字母组成

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/repeated-substring-pattern
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题解

法一:移动匹配

既然前面有相同的子串,后面有相同的子串,用 s + s,这样组成的字符串中,后面的子串做前串,前后的子串做后串,就一定还能组成一个s。所以判断字符串s是否由重复子串组成,只要两个s拼接在一起,里面还出现一个s的话,就说明是由重复子串组成。

当然,我们在判断 s + s 拼接的字符串里是否出现一个s的的时候,要刨除 s + s 的首字符和尾字符,这样避免在s+s中搜索出原来的s,我们要搜索的是中间拼接出来的s。

class Solution {
public:
    bool repeatedSubstringPattern(string s) {
        string t = s + s;
        // 掐头去尾
        t.erase(t.begin());
        t.erase(t.end()-1);
        if(t.find(s) != std::string::npos)
            return true;
        return false;
    }
};

法二:KMP

假设字符串s使用多个重复子串构成(这个子串是最小重复单位),重复出现的子字符串长度是x,所以s是由n * x组成。

因为字符串s的最长相同前后缀的长度一定是不包含s本身,所以 最长相同前后缀长度必然是m * x,而且 n - m = 1,(这里如果不懂,看上面的推理)

所以如果 nx % (n - m)x = 0,就可以判定有重复出现的子字符串。

next 数组记录的就是最长相同前后缀, 如果 next[len - 1] != -1,则说明字符串有最长相同的前后缀(就是字符串里的前缀子串和后缀子串相同的最长长度)。

最长相等前后缀的长度为:next[len - 1] + 1。(这里的next数组是以统一减一的方式计算的,因此需要+1。

数组长度为:len。

如果len % (len - (next[len - 1] + 1)) == 0 ,则说明数组的长度正好可以被 (数组长度-最长相等前后缀的长度) 整除 ,说明该字符串有重复的子字符串。

数组长度减去最长相同前后缀的长度相当于是第一个周期的长度,也就是一个周期的长度,如果这个周期可以被整除,就说明整个数组就是这个周期的循环。

// class Solution {
// public:
//     bool repeatedSubstringPattern(string s) {
//         string t = s + s;
//         // 掐头去尾
//         t.erase(t.begin());
//         t.erase(t.end()-1);
//         if(t.find(s) != std::string::npos)
//             return true;
//         return false;
//     }
// };

class Solution {
public:
    void getNext(int* next, string& s){
        int j = -1;
        next[0] = j;
        for(int i=1; i<s.size(); i++){
            while(j>=0 && s[i] != s[j+1])
                j = next[j];
            if(s[i] == s[j+1])
                j++;
            next[i] = j;
        }
    }

    bool repeatedSubstringPattern(string s) {
        int next[s.size()];
        getNext(next, s);
        int len = s.size();
        // 这里的next数组是以统一减一的方式计算的,因此需要+1
        if(next[len-1] != -1 && len % (len - (next[len-1] + 1)) == 0)
            return true;
        return false;
    }
};

文章作者: Jack Tim
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