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    小明思考

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    2013年5月20日

    Problem

    Given a string s1, we may represent it as a binary tree by partitioning it to two non-empty substrings recursively.
    Below is one possible representation of s1 = "great":
        great
       /    \
      gr    eat
     / \    /  \
    g   r  e   at
               / \
              a   t
    To scramble the string, we may choose any non-leaf node and swap its two children.
    For example, if we choose the node "gr" and swap its two children, it produces a scrambled string "rgeat".
        rgeat
       /    \
      rg    eat
     / \    /  \
    r   g  e   at
               / \
              a   t
    We say that "rgeat" is a scrambled string of "great".
    Similarly, if we continue to swap the children of nodes "eat" and "at", it produces a scrambled string "rgtae".
        rgtae
       /    \
      rg    tae
     / \    /  \
    r   g  ta  e
           / \
          t   a
    We say that "rgtae" is a scrambled string of "great".
    Given two strings s1 and s2 of the same length, determine if s2 is a scrambled string of s1.

     


    分析:

    這個問題是google的面試題。由于一個字符串有很多種二叉表示法,貌似很難判斷兩個字符串是否可以做這樣的變換。
    對付復雜問題的方法是從簡單的特例來思考,從而找出規律。
    先考察簡單情況:
    字符串長度為1:很明顯,兩個字符串必須完全相同才可以。
    字符串長度為2:當s1="ab", s2只有"ab"或者"ba"才可以。
    對于任意長度的字符串,我們可以把字符串s1分為a1,b1兩個部分,s2分為a2,b2兩個部分,滿足((a1~a2) && (b1~b2))或者 ((a1~b2) && (a1~b2))

    如此,我們找到了解決問題的思路。首先我們嘗試用遞歸來寫。


    解法一(遞歸)

    兩個字符串的相似的必備條件是含有相同的字符集。簡單的做法是把兩個字符串的字符排序后,然后比較是否相同。
    加上這個檢查就可以大大的減少遞歸次數。
    代碼如下:
    public boolean isScramble(String s1, String s2) {
            int l1 = s1.length();
            int l2 = s2.length();
            if(l1!=l2){
                return false;
            }
            if(l1==0){
                return true;
            }
            
            char[] c1 = s1.toCharArray();
            char[] c2 = s2.toCharArray();
            if(l1==1){
                return c1[0]==c2[0];
            }
            Arrays.sort(c1);
            Arrays.sort(c2);
            for(int i=0;i<l1;++i){
                if(c1[i]!=c2[i]){
                    return false;
                }
            }
            
            boolean result = false;
            for(int i=1;i<l1 && !result;++i){
                String s11 = s1.substring(0,i);
                String s12 = s1.substring(i);
                String s21 = s2.substring(0,i);
                String s22 = s2.substring(i);
                result = isScramble(s11,s21) && isScramble(s12,s22);
                if(!result){
                    String s31 = s2.substring(0,l1-i);
                    String s32 = s2.substring(l1-i);
                    result = isScramble(s11,s32) && isScramble(s12,s31);
                }
            }
            
            return result;
        }

    解法二(動態規劃)
    減少重復計算的方法就是動態規劃。動態規劃是一種神奇的算法技術,不親自去寫,是很難完全掌握動態規劃的。

    這里我使用了一個三維數組boolean result[len][len][len],其中第一維為子串的長度,第二維為s1的起始索引,第三維為s2的起始索引。
    result[k][i][j]表示s1[i...i+k]是否可以由s2[j...j+k]變化得來。

    代碼如下,非常簡潔優美:

    public class Solution {
        public boolean isScramble(String s1, String s2) {
            int len = s1.length();
            if(len!=s2.length()){
                return false;
            }
            if(len==0){
                return true;
            }
            
            char[] c1 = s1.toCharArray();
            char[] c2 = s2.toCharArray();
            
            boolean[][][] result = new boolean[len][len][len];
            for(int i=0;i<len;++i){
                for(int j=0;j<len;++j){
                    result[0][i][j] = (c1[i]==c2[j]);
                }
            }
            
            for(int k=2;k<=len;++k){
                for(int i=len-k;i>=0;--i){
                  for(int j=len-k;j>=0;--j){
                      boolean r = false;
                      for(int m=1;m<k && !r;++m){
                          r = (result[m-1][i][j] && result[k-m-1][i+m][j+m]) || (result[m-1][i][j+k-m] && result[k-m-1][i+m][j]);
                      }
                      result[k-1][i][j] = r;
                  }
                }
            }
            
            return result[len-1][0][0];
        }
    }

    posted @ 2013-05-22 22:25 小明 閱讀(6133) | 評論 (0)編輯 收藏

    Problem

    Given a collection of integers that might contain duplicates, S, return all possible subsets.

    Note:

    • Elements in a subset must be in non-descending order.
    • The solution set must not contain duplicate subsets.

    For example,
    If S = [1,2,2], a solution is:

    [   [2],   [1],   [1,2,2],   [2,2],   [1,2],   [] ] 

    分析:
    因為要求結果集是升序排列,所以首先我們要對數組進行排序。

    子集的長度可以從0到整個數組的長度。長度為n+1的子集可以由長度為n的子集再加上在之后的一個元素組成。

    這里我使用了三個技巧
    1。使用了一個index數組來記錄每個子集的最大索引,這樣添加新元素就很簡單。
    2。使用了兩個變量start和end來記錄上一個長度的子集在結果中的起始和終止位置。
    3。去重處理使用了一個last變量記錄前一次的值,它的初始值設為S[0]-1,這樣就保證了和數組的任何一個元素不同。

    代碼如下:
    public class Solution {
        public ArrayList<ArrayList<Integer>> subsetsWithDup(int[] S) {
            Arrays.sort(S);
            
            ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
            ArrayList<Integer> indexs = new ArrayList<Integer>();
            result.add(new ArrayList<Integer>());
            indexs.add(-1);
            
            int slen = S.length;
            int start=0,end=0;
            for(int len=1;len<=slen;++len){
                int e = end;
                for(int i=start;i<=end;++i){
                    ArrayList<Integer> ss = result.get(i);
                    int index = indexs.get(i).intValue();
                    int last = S[0]-1;
                    for(int j = index+1;j<slen;++j){
                        int v = S[j];
                        if(v!=last){
                            ArrayList<Integer> newss = new ArrayList<Integer>(ss);
                            newss.add(v);
                            result.add(newss);
                            indexs.add(j);
                            ++e;
                            last = v;
                        }
                    }
                }
                
                start = end+1;
                end = e;
            }
            return result;
        }
    }

    posted @ 2013-05-21 22:50 小明 閱讀(2115) | 評論 (0)編輯 收藏

    問題格雷碼是一個二進制的編碼系統,相鄰的兩個數只有一位是不同的。
    給定一個非負的整數n,代表了格雷碼的位的總數。輸出格雷碼的序列,這個序列必須以0開始。

    比如,給定n=2,輸出[0,1,3,2],格雷碼是
    0 = 00
    1 = 01
    3 = 11
    2 = 10

    注:格雷碼的序列并不是唯一,比如n=2時,[0,2,3,1]也滿足條件。


    分析:
    格雷碼的序列中應包含2^n個數。這個問題初看起來不容易,我們要想出一個生成方法。

    對于n=2,序列是:
    00,01,11,10
    那對于n=3,如何利用n=2的序列呢?一個方法是,先在n=2的四個序列前加0(這其實是保持不變),然后再考慮把最高位變成1,只需要把方向反過來就可以了
    000,001,011,010
    100,101,111,110-> 110,111,101,100
    把這兩行合起來就可以得到新的序列。

    想通了,寫代碼就很容易了。

    public class Solution {
        public ArrayList<Integer> grayCode(int n) {
            ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
            result.add(0);
            if(n>0){
                result.add(1);
            }
            
            int mask = 1;
            for(int i=2;i<=n;++i){
                mask *= 2;
                for(int j=result.size()-1;j>=0;--j){
                    int v = result.get(j).intValue();
                    v |= mask;
                    result.add(v);
                }
            }
            return result;
        }
    }

    posted @ 2013-05-20 21:09 小明 閱讀(2582) | 評論 (0)編輯 收藏

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