[经典面试题]最长01子串

【题目】

给定一个数组，数组中只包含0和1。请找到一个最长的子序列，其中0和1的数量是相同的。

例1：10101010 结果就是其本身。

例2：1101000 结果是110100

【解析】

这个题目，看起来比较简单，一些同学可能认为题目的描述符合动态规划的特征，然后就开始用动态规划解，努力找状态转移方程。这些同学的感觉，是很正确的。

但找状态转移方程，我们要对原来的数组进行变换一下。原来是0和1的串，我们将0都换为-1。

这样题目目标就变成，找到一个最长的子串，子串数字和是0。设原数组为A, DP[i]表示从0开始到i的子数组和。DP遍历一遍数组即可。

例1中的数组产生的DP为：



这个例子，最后一个值是0，并且长度是偶数位。直接满足了结果。

再看例子2：



5的位置为0，最长子串从0开始到5，长度为6。

上面这两个例子，所求的子串都是从头开始，如果不是从头开始，会是什么样的呢？看这个例子：1101100



通过观察上面的表格，我们可以得到，DP[0]==DP[6]==DP[2]，DP[1]==DP[3]. 根据DP的定义，如果DP[i]==DP[j]，i 一种方法，

我们用map保存DP的值到位置的映射，如下表：



我们最终的算法，要综合考虑最常穿是否从头开始的。 上面的这个思路，时间复杂度是O(n),空间复杂度也是O(n).

还有其他的思路，例如DP保存的是[0,i]的1的个数，那么DP[j] - DP[i] * 2 == j - i则表明A[i+1]...A[j]是一个满足条件的串，

找到j-i最大的，就是最终的结果，这个思路的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(n).

【代码】

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <map>
using namespace std;

//最长的01字串
string MaxSubStr(string str){
    int len = str.length();
    int* dp = new int[len+1];
    //dp下标从1开始
    dp[1] = (str[0] - '0') == 1?1:-1;
    for(int i = 2;i <= len;i++){
        dp[i] = (str[i-1] - '0') == 1?1:-1;
        dp[i] += dp[i-1];
    }
    //统计最大01字串
    int start = 0,end = 0,max = 0,begin;
    map<int,int> m;
    for(int i = 1;i <= len;i++){
        // 不同dp值原始起点
        begin = m[dp[i]];
        if(begin == 0 && dp[i] != 0){
            m[dp[i]] = i;
        }
        else{
            //更新最大子串
            if(i - begin > max){
                max = i - begin;
                start = begin;
                end = i;
            }//if
        }//if
    }//for
    return str.substr(start,max);
}

int main(){
    string str("01101100001");
    cout<<"Max:"<<MaxSubStr(str)<<endl;
    return 0;
}