LeetCode(30):与所有单词相关联的字串
Hard!
题目描述:
给定一个字符串 s 和一些长度相同的单词 words。在 s 中找出可以恰好串联 words 中所有单词的子串的起始位置。
注意子串要与 words 中的单词完全匹配,中间不能有其他字符,但不需要考虑 words 中单词串联的顺序。
示例 1:
输入:
s = "barfoothefoobarman",
words = ["foo","bar"]
输出:[0,9]
解释: 从索引 0 和 9 开始的子串分别是 "barfoor" 和 "foobar" 。
输出的顺序不重要, [9,0] 也是有效答案。
示例 2:
输入:
s = "wordgoodstudentgoodword",
words = ["word","student"]
输出:[]
解题思路:
这道题让我们求串联所有单词的子串,就是说给定一个长字符串,再给定几个长度相同的单词,让我们找出串联给定所有单词的子串的起始位置,还是蛮有难度的一道题。这道题我们需要用到两个哈希表,第一个哈希表先把所有的单词存进去,然后从开头开始一个个遍历,停止条件为当剩余字符个数小于单词集里所有字符的长度。这时候我们需要定义第二个哈希表,然后每次找出给定单词长度的子串,看其是否在第一个哈希表里,如果没有,则break,如果有,则加入第二个哈希表,但相同的词只能出现一次,如果多了,也break。如果正好匹配完给定单词集里所有的单词,则把i存入结果中,具体参见代码如下:
C++解法一:
class Solution {
public:
vector<int> findSubstring(string s, vector<string>& words) {
vector<int> res;
if (s.empty() || words.empty()) return res;
int n = words.size(), m = words[].size();
unordered_map<string, int> m1;
for (auto &a : words) ++m1[a];
for (int i = ; i <= (int)s.size() - n * m; ++i) {
unordered_map<string, int> m2;
int j = ;
for (j = ; j < n; ++j) {
string t = s.substr(i + j * m, m);
if (m1.find(t) == m1.end()) break;
++m2[t];
if (m2[t] > m1[t]) break;
}
if (j == n) res.push_back(i);
}
return res;
}
};
这道题还有一种O(n)时间复杂度的解法,设计思路非常巧妙,但是感觉很难想出来。
这种方法不再是一个字符一个字符的遍历,而是一个词一个词的遍历,比如根据题目中的例子,字符串s的长度n为18,words数组中有两个单词(cnt=2),每个单词的长度len均为3,那么遍历的顺序为0,3,6,8,12,15,然后偏移一个字符1,4,7,9,13,16,然后再偏移一个字符2,5,8,10,14,17,这样就可以把所有情况都遍历到。
还是先用一个哈希表m1来记录words里的所有词,然后我们从0开始遍历,用left来记录左边界的位置,count表示当前已经匹配的单词的个数。然后我们一个单词一个单词的遍历,如果当前遍历的到的单词t在m1中存在,那么我们将其加入另一个哈希表m2中,如果在m2中个数小于等于m1中的个数,那么我们count自增1,如果大于了,那么需要做一些处理,比如下面这种情况, s = barfoofoo, words = {bar, foo, abc}, 我们给words中新加了一个abc,目的是为了遍历到barfoo不会停止,那么当遍历到第二foo的时候, m2[foo]=2, 而此时m1[foo]=1,这时候已经不连续了,所以我们要移动左边界left的位置,我们先把第一个词t1=bar取出来,然后将m2[t1]自减1,如果此时m2[t1]<m1[t1]了,说明一个匹配没了,那么对应的count也要自减1,然后左边界加上个len,这样就可以了。
如果某个时刻count和cnt相等了,说明我们成功匹配了一个位置,那么将当前左边界left存入结果res中,此时去掉最左边的一个词,同时count自减1,左边界右移len,继续匹配。如果我们匹配到一个不在m1中的词,那么说明跟前面已经断开了,我们重置m2,count为0,左边界left移到j+len
C++解法二:
class Solution {
public:
vector<int> findSubstring(string s, vector<string>& words) {
if (s.empty() || words.empty()) return {};
vector<int> res;
int n = s.size(), cnt = words.size(), len = words[].size();
unordered_map<string, int> m1;
for (string w : words) ++m1[w];
for (int i = ; i < len; ++i) {
int left = i, count = ;
unordered_map<string, int> m2;
for (int j = i; j <= n - len; j += len) {
string t = s.substr(j, len);
if (m1.count(t)) {
++m2[t];
if (m2[t] <= m1[t]) {
++count;
} else {
while (m2[t] > m1[t]) {
string t1 = s.substr(left, len);
--m2[t1];
if (m2[t1] < m1[t1]) --count;
left += len;
}
}
if (count == cnt) {
res.push_back(left);
--m2[s.substr(left, len)];
--count;
left += len;
}
} else {
m2.clear();
count = ;
left = j + len;
}
}
}
return res;
}
};
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