在解答这个“字符串最短循环子串”问题时,我的目标是找到一个字符串的最短循环子串。如果字符串可以由一个较短的子串重复多次构成,那么这个较短的子串就是我们要找的最短循环子串。否则,就说明这个字符串不是由任何重复的子串构成,我们返回空字符串。
解题思路
-
寻找循环子串的基本思路:
- 我首先想到的是,如果一个字符串
inp
可以由一个子串candidate
重复多次构成,那么字符串的长度n
必须是candidate
长度的整数倍。 - 比如,字符串
"abcabcabcabc"
的长度是 12,它可以被"abc"
重复 4 次构成,因此abc
是该字符串的最短循环子串。
- 我首先想到的是,如果一个字符串
-
遍历所有可能的子串长度:
- 要找到最短的循环子串,我从最小长度 1 开始,逐步尝试更长的子串,直到
n // 2
。因为如果子串长度大于n // 2
,即便重复两次也无法覆盖整个字符串,因此没有必要再尝试更长的子串。 - 每次尝试的子串长度
l
,如果n
能被l
整除,说明这个长度的子串有可能是循环子串,否则跳过。
- 要找到最短的循环子串,我从最小长度 1 开始,逐步尝试更长的子串,直到
-
验证子串是否可以重复构成整个字符串:
- 我取
inp
的前l
个字符作为候选子串candidate
,然后将这个子串重复n // l
次。 - 如果重复后的结果等于原字符串
inp
,则说明inp
可以由这个子串candidate
重复构成,因此这个子串就是我们要找的最短循环子串。 - 一旦找到符合条件的子串,我就立即返回它,因为这是长度最短的候选子串。
- 我取
-
特殊情况:
- 如果我尝试了所有可能的子串长度,仍然没有找到合适的循环子串,那么就说明
inp
不是由任何子串重复构成的,最终返回空字符串""
。
- 如果我尝试了所有可能的子串长度,仍然没有找到合适的循环子串,那么就说明
代码分析
在代码实现上,我使用了一个循环遍历所有可能的子串长度,然后通过条件判断和字符串重复比较,逐步找到最短的循环子串:
def solution(inp):
n = len(inp)
# 从长度 1 到 n//2 尝试所有可能的子串长度
for l in range(1, n // 2 + 1):
if n % l == 0: # 只有当长度可以整除 n 时才可能是循环子串
candidate = inp[:l] # 截取候选子串
if candidate * (n // l) == inp: # 检查是否可以循环构成 inp
return candidate
return "" # 没有找到循环子串,返回空字符串
复杂度分析
- 时间复杂度:这个算法的时间复杂度是 (O(n)),因为我们只需要遍历字符串的前半部分(最多
n/2
),并在每个长度上做一次重复拼接的检查。Python 的字符串操作效率较高,因此这样处理是高效的。 - 空间复杂度:空间复杂度为 (O(1)),因为除了存储临时变量外,没有额外的存储需求。
总结
通过这个解法,我可以有效地找到一个字符串的最短循环子串。这种方法利用了字符串的长度特性和最小重复单位的概念,实现了高效的解决方案。这种思路适用于寻找周期性模式的字符串问题,比如检测字符串是否由重复模式构成。