leetcode 290 单词规律(哈希映射)

给定一种规律 pattern 和一个字符串 str ,判断 str 是否遵循相同的规律。
这里的 遵循 指完全匹配,例如, pattern 里的每个字母和字符串 str 中的每个非空单词之间存在着双向连接的对应规律。
示例1:
输入: pattern = “abba”, str = “dog cat cat dog”
输出: true
示例 2:
输入:pattern = “abba”, str = “dog cat cat fish”
输出: false
示例 3:
输入: pattern = “aaaa”, str = “dog cat cat dog”
输出: false
示例 4:
输入: pattern = “abba”, str = “dog dog dog dog”
输出: false
说明:
你可以假设 pattern 只包含小写字母, str 包含了由单个空格分隔的小写字母。
思考与分析:
匹配:字符串str中的单词与pattern中的字符一一对应
1、当拆解出一个单词时,若该单词已经出现,则当前单词对应的pattern字符必为该单词曾经对应的pattern字符
2、当拆解出一个单词时,若该单词未曾出现,则当前单词对应的pattern字符必为该单词对应的pattern字符也必须未曾出现
3、单词的个数与pattern字符串中的字符数量相同
算法思路:
1、设置单词(字符串)到pattern字符的映射;使用数组used[128]记录pattern字符是否使用
2、遍历str,按照空格拆分单词,同时对应的向前移动指向pattern字符的指针,每拆分出一个单词,判断:

if(该单词从未出现在单词表中){
	如果当前的pattern以被使用,则返回false;
	将单词与当前指向的pattern字符做映射;
	标记当前指向的pattern字符已使用
}
else{
	如果当前的单词在哈希表中的映射字符不是当前指向的pattern字符,则返回false
}

3、若单词个数与pattern字符个数不匹配,返回false
代码如下:

class Solution {
public:
    bool wordPattern(string pattern, string str) {
        std::map<std::string, char> word_map;   //单词到pattern字符的映射
        char used[128] = {0};    //记录已被映射的pattern字符
        std::string word;    //临时保存拆分出的单词
        int pos = 0;   //当前指向的pattern字符
        str.push_back(' ');  //str尾部push一个空格,使遇到空格拆分单词
        for (int i = 0; i < str.length(); i++){
            if (str[i] == ' '){  //遇到空格即拆分出一个单词
                if (pos == pattern.length()){  //若分隔出一个单词,但没有pattern字符对应
                    return false;
                }
                if (word_map.find(word) == word_map.end()){   //若单词未出现在哈希映射中 
                    if (used[pattern[pos]]){    //如果当前pattern字符已使用
                        return false;
                    }
                    word_map[word] = pattern[pos];   //建立映射
                    used[pattern[pos]] = 1;     //标记被使用过
                }
                else{
                    if(word_map[word] != pattern[pos]){   //若word已经建立映射,无法与当前pattern字符对应
                        return false;
                    }
                }
                word = "";   //完成一个单词的插入和查询后,清空word
                pos++;    //指向pattern字符的pos指针前移
            }
            else{
                word += str[i];
            }
        }
        if(pos != pattern.length()){    //有多余的pattern字符
            return false;
        }
        return true;
    }
};
### LeetCode290题:单词规律 #### 题目描述 给定一种 `pattern` (模式) 和一个字符串 `s` ,判断 `s` 是否遵循相同的模式。这里遵循的意思是一个完整的匹配,其中单个字母可以映射到 `s` 中的一个单词,但不能映射到两个不同的单词[^1]。 具体来说: - 模式中的每个字母表示 `s` 的一个单词。 - 不同的字母必须映射到不同的单词。 - 单词之间由空格分隔。 如果存在这样的映射,则返回 true;否则返回 false。 #### 示例代码实现 以下是 Python 实现的一种方法: ```python def wordPattern(pattern: str, s: str) -> bool: words = s.split() if len(pattern) != len(words): return False char_to_word = {} word_to_char = {} for c, w in zip(pattern, words): if c not in char_to_word: if w in word_to_char: return False char_to_word[c] = w word_to_char[w] = c else: if char_to_word[c] != w: return False return True ``` 此算法通过构建双向映射来验证是否存在有效的字符到单词的一一对应关系。它的时间复杂度为 O(n),n 是 pattern 或者 s 的长度(取决于两者较短的那个)。空间复杂度主要来源于存储字典的空间需求,即 O(m),m 表示不同字符的数量加上不同单词的数量之和[^2]。 #### 测试案例 测试该函数的一些例子如下所示: ```python print(wordPattern("abba", "dog cat cat dog")) # 输出: True print(wordPattern("abba", "dog cat cat fish")) # 输出: False print(wordPattern("aaaa", "dog cat cat dog")) # 输出: False print(wordPattern("abba", "dog dog dog dog")) # 输出: False ``` 以上展示了如何利用哈希表解决这个问题并提供了一个高效的解决方案。
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