Valid Anagram

本文介绍了一个Java方法,用于判断两个字符串是否互为字母异位词。通过比较两个字符串中各字符出现的频率来实现这一目标。文章提供了一个具体的实现案例,并解释了其工作原理。

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Given two strings s and t, write a function to determine if t is an anagram of s.

For example,

s = "anagram", t = "nagaram", return true.

s = "rat", t = "car", return false.

public class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        if(s==null||t==null||s.length()!=t.length())
			return false;
		int[] a=new int[256];
		int[] b=new int[256];
		for(int i=0;i<s.length();i++){
			char c1=s.charAt(i);
			char c2=t.charAt(i);
			a[c1]++;
			b[c2]++;
		}
		for(int i=0;i<s.length();i++){
			char c=s.charAt(i);
			if(a[c]!=b[c])
				return false;
		}
		return true;
    }
}


<think>嗯,我需要用Go语言来判断两个字符串是否是字母异位词。首先,我得理解什么是字母异位词。字母异位词就是说两个字符串中的字母种类和数量完全一样,只是排列顺序不同。比如“listen”和“silent”就是异位词。 那问题来了,怎么判断呢?可能的思路是统计每个字符出现的次数,然后比较这两个统计结果是否一致。对吧?那具体怎么做呢? 首先,我想到如果两个字符串的长度不一样,直接返回false,因为长度不同的话,字符数量肯定不一样。这一步应该放在最前面,可以快速排除一些情况。 然后,统计每个字符的出现次数。在Go里面,可以用map或者数组来存。因为字符的范围是确定的,比如小写字母的话只有26个,所以用数组可能更高效。题目里例子中的输入都是小写字母吗?题目没说,可能需要确认。不过通常这类题目可能假设是ASCII或者小写字母。比如例子里的输入都是小写的,所以可能题目中假设字符串只包含小写字母。但如果是包含所有Unicode字符的话,可能得用map来处理。 那假设题目中的字符都是小写字母的话,可以用长度26的数组。每个字符对应数组中的一个位置,比如a对应索引0,b对应索引1,依此类推。然后遍历字符串s,每个字符对应的位置加1;遍历字符串t,对应的位置减1。最后检查数组是否全为0,如果是的话说明次数一致。 或者,可以创建两个数组,分别统计s和t的字符出现次数,然后比较这两个数组是否相等。不过用同一个数组的话可能更节省空间。比如,先遍历s增加计数,然后遍历t减少计数,最后检查是否有非零的值。 那具体步骤: 1. 检查两个字符串长度是否相等,不等直接返回false。 2. 创建一个长度为26的数组,初始化为0。 3. 遍历s的每个字符,计算其与'a'的差值作为索引,数组对应位置加1。 4. 遍历t的每个字符,同样计算索引,数组对应位置减1。 5. 遍历数组,如果有任何元素不为0,返回false;否则返回true。 那需要注意字符的范围。比如,假设输入的字符都是小写字母a-z。如果有其他字符的话,这样的方法会出错。比如大写字母或者数字的话,数组的索引会超出范围或者统计错误。但题目中的示例都是小写字母,可能题目隐含了这一点。或者题目是否需要处理这种情况?可能需要根据题目要求判断。但题目描述中没有特别说明,所以应该假设是小写字母的情况。或者,如果题目中的字符可能包含其他字符的话,可能需要用更通用的方法,比如使用map统计所有出现的字符。 那在Go中如何实现这个呢?例如,对于字符串中的每个字符,我们可以用rune类型来处理,然后转换为对应的索引。比如,对于字符c,索引是c - 'a'。这样,如果c不是小写字母的话,结果可能是负数或者超过25,这时候会数组越界。所以在代码里是否需要处理这种情况?比如,题目可能保证输入只有小写字母。如果没有的话,可能需要先检查字符是否有效,或者用不同的方法。 例如,如果题目中的输入包含其他字符,比如大写字母或者空格,那么这时候两个字符串是否会被视为异位词?比如,s是“abc”,t是“ABC”,它们的字母异位词吗?可能题目中的例子是小写的情况,所以假设输入都是小写字母。 那代码的大体结构应该是: func isAnagram(s string, t string) bool { if len(s) != len(t) { return false } counts := [26]int{} for _, c := range s { counts[c-'a']++ } for _, c := range t { counts[c-'a']-- } for _, v := range counts { if v != 0 { return false } } return true } 这样应该可以。那测试一下示例: 示例1:s = "anagram", t = "nagaram"。长度都为7。统计每个字符的数量应该相等,所以返回true。 示例2:s="rat", t="car"。长度都为3。统计后,r和c的数目不同,所以返回false。 那这样应该可以解决问题。但需要考虑其他情况,比如字符串为空的情况?比如s和t都是空字符串的话,应该返回true,而上面的代码会正确处理,因为长度相同,数组全为0。 那如果有非小写字母的情况,比如字符是unicode字符,如何处理?这时候数组的方法可能不适用,应该用map。例如: func isAnagram(s string, t string) bool { if len(s) != len(t) { return false } counts := make(map[rune]int) for _, c := range s { counts[c]++ } for _, c := range t { counts[c]-- if counts[c] < 0 { return false } } for _, v := range counts { if v != 0 { return false } } return true } 但是这个方法可能有缺陷。比如,当t中的某个字符在s中没有出现过,那么counts[c]会是0,然后减1变成-1,这时候可以在第二个循环中立即返回false。或者在第二个循环中,如果counts[c]不存在的话,会得到一个默认值0,然后减1为-1,此时同样返回false。这可能在循环中更快地发现不符合的情况。比如,如果某个字符在t中出现次数比s多的话,在第二个循环中就会触发返回false。而第三个循环可能不需要再检查?或者第三个循环还是需要的? 例如,假设s是“aab”,t是“abb”。counts的初始是 a:2, b:1。第二个循环遍历t中的a、b、b。第一个b减1后变成0,第二个b减1变成-1。这时候在第二个循环中检测到counts[c] <0的话,就会返回false。所以这种情况下,可以在第二个循环中提前结束。这样可能效率更高一些。而第三个循环可能不需要再遍历所有的字符? 或者,在第二个循环中处理之后,第三个循环检查是否所有counts中的值都是0。比如,可能s中有某个字符出现次数多于t中的情况,这时候在第三个循环中可以发现。 比如,假设s是“aab”,t是“abb”:在第二个循环中,当处理到第二个b的时候,counts[b]变为-1,这时候触发return false。所以第三个循环不会被处理。所以这种情况下,可以提前终止。 但这样是否能覆盖所有情况? 比如,假设s有字符c,而t中没有该字符,此时在第二个循环处理t的时候不会处理到c,所以counts[c]的值是正的,这样第三个循环会检测到,返回false。 比如s是“abc”,t是“abd”。第三个字符c和d的处理:在第二个循环中处理d时,counts[d]初始是0,减1得到-1,触发返回false。而处理完第二个循环之后,counts[c]的值为1,这会被第三个循环检测到吗?不会,因为在第二个循环处理d的时候已经返回了false。因此,第三个循环可能不需要,因为当两个字符串长度相同的情况下,如果某个字符在t中出现次数超过s中的次数,那么在第二个循环中就会被检测到;而如果某个字符在s中出现次数超过t中的次数,那么该字符的counts值会是正的,这时候在第三个循环中会被检测到。或者,当s中有某个字符在t中没有出现,则counts中的该字符的值为正,这时候在第三个循环中被检测到。 所以,为了确保所有情况都被覆盖,是否需要在第二个循环后再次检查所有的counts是否为0?或者,是否可以在第二个循环中处理每个字符,当某个字符在t中出现的次数超过s中的时候,立即返回false,否则在最后遍历整个map,检查是否有值不为0的情况? 比如,在第二种方法中使用map的情况下,可能正确的实现是: func isAnagram(s string, t string) bool { if len(s) != len(t) { return false } counts := make(map[rune]int) for _, c := range s { counts[c]++ } for _, c := range t { if counts[c] == 0 { return false // 此时t中的c在s中没有,或者已经被减到0了,再减会变成-1,所以直接返回false } counts[c]-- } // 这里可能不需要第三个循环,因为如果两个字符串长度相同,而每个字符在t中的出现次数都不超过s中的次数,那么总和应该是0? // 比如,s和t的长度相同,每个字符在t中的出现次数都不超过s中的次数,那么总和可能为0吗? // 例如,s是“aabb”,t是“abcc”:长度相同,但第三个字符c在t中出现两次,而s中没有,这时候在第二个循环中的检查会失败吗? // 比如,当处理到第一个c的时候,counts[c]初始为0,此时if counts[c] ==0 返回false。所以这种情况下,会被提前检测到。 // 所以如果两个字符串长度相同,并且每个字符在t中出现次数不超过s中的,那么总和必定是0吗? // 是的,因为总长度相同,每个字符在t中的次数减去s中的次数之和等于0。例如,假设总共有n个字符,每个字符t中的次数减去s中的次数的总和为0。所以如果每个字符在t中的次数都不超过s中的次数,并且总长度相同,那么它们的次数总和必然相等。例如,假设某个字符在s中出现k次,在t中出现m次,且m <=k。如果总长度相同,那么所有字符的m的总和等于所有字符k的总和,所以必然每个m等于k。所以在这种情况下,最后的counts中每个字符的值为0。否则,总长度不同。因此,如果两个字符串长度相同,并且在处理t的过程中,每个字符的counts[c]没有被减到负数,那么最后的总和一定为零。所以在这种情况下,第三个循环可以省略? 这可能是一个数学问题。假设两个字符串长度相同,并且当遍历t时,每个字符的counts[c]在减1之前都大于0。那么最终所有字符的counts是否为0? 假设存在某个字符c,在s中出现a次,在t中出现b次。在遍历t时,每个字符c的处理是counts[c]--。根据处理方式,只有当counts[c]在减之前大于0时才会允许减,否则返回false。这样的话,b <=a。总长度相同,意味着Σa = Σb。所以,如果每个b <=a,并且Σa = Σb,那么每个a必须等于b。因此,在这种情况下,counts中的每个字符的最终值都是0。所以第三个循环可以省略? 那这样的话,代码可以优化为: func isAnagram(s string, t string) bool { if len(s) != len(t) { return false } counts := make(map[rune]int) for _, c := range s { counts[c]++ } for _, c := range t { if counts[c] <= 0 { return false } counts[c]-- } return true } 但这样的逻辑是否正确? 比如,考虑s="aab", t="abb"。遍历t的时候,第一个字符a:counts[a]初始是2,减1后为1。第二个字符b:counts[b]初始是1,减1后为0。第三个字符b:此时counts[b]是0,进入if条件,返回false。这样是正确的。 另一个例子,s="abc", t="abd"。处理到第三个字符d的时候,counts[d]是0,返回false。 那如果s和t的长度相同,并且每个字符在t中的出现次数都不超过s中的,但是总和为0,那么必然每个字符出现次数相等。因此,在这种情况下,代码返回true是正确的。 那这样的话,用这个版本的代码是否能够正确判断? 是的。那这种方法的优势在于,在处理t的过程中,可以提前发现无效的情况,而无需后续检查。这可能提高效率,尤其是在t中有很多无效字符的情况下。 但这样的话,这种方法是否适用于所有情况?比如,当s中的某个字符出现的次数比t中的多,但在处理t时没有触发条件返回false? 比如,s="aab", t="aba"。处理t的时候,每个字符都能正确减到0。最后返回true。是正确的。 另一个例子,s="abcdd", t="abcdd",应该返回true。 那这样的代码是否正确? 是的。那如果s="ab", t="aa",长度相同。s的counts是a:1, b:1。在处理t的第一个a时,counts[a]减到0。处理第二个a时,counts[a]此时是0,条件counts[c] <=0成立,返回false。正确。 那这个时候,第三个循环可以省略,因为任何情况下,如果在处理t的过程中没有提前返回false的话,那么所有字符的出现次数都是相等的。因此,返回true即可。 这样,使用map的方法是否可行? 是的,但需要确保在处理t的时候,当字符不存在于counts中,或者在处理之后counts[c]的值会小于0的时候,立即返回false。例如,当t中的某个字符在s中没有出现过,此时counts[c]是0,所以进入条件判断,返回false。这可以正确处理这种情况。 那这种情况下,对于Unicode字符的处理也是正确的。例如,如果s和t中包含中文或者其他字符,这个方法也能正确处理。 所以,如果题目中的字符串可能包含任何Unicode字符的话,使用map的方法更合适。而如果题目假设只有小写字母的话,数组的方法更高效。 那题目中的示例是小写字母,但问题描述中并没有明确说明。因此,是否需要处理所有可能的字符? 可能题目中的测试用例可能包含Unicode字符,因此,使用map的方法更稳妥。但在实际编程题中,例如LeetCode的题目242. Valid Anagram,通常假设字符是小写字母,因此使用数组的方法更高效。 例如,在LeetCode的题目中,输入字符串只包含小写字母,所以数组的方法更优。那如果用户的问题中的输入是否包含其他字符?可能需要明确。但用户的问题中的示例是小写字母,因此可能假设输入是小写字母的情况。因此,使用数组的方法更高效。 那回到Go的实现,用数组的方式可能更高效,因为数组的访问是O(1),而map可能稍慢一些。但两种方法的时间复杂度都是O(n),因为都遍历了字符串两次。数组的方式空间复杂度是O(1)(固定大小的数组),而map的空间复杂度是O(k),k是不同字符的数量。 那现在,需要写出正确的Go代码。对于数组的方法,需要注意字符的转换是否正确。例如,在Go中,字符串的遍历得到的是rune,即Unicode码点。例如,字符a的rune是97。所以,当使用c - 'a'时,如果字符是小写字母,那么结果在0到25之间。例如,'a' - 'a' =0,'b'-'a'=1,依此类推。如果字符不是小写字母,那么结果可能超出这个范围,导致数组越界。所以在代码中是否需要处理这种情况? 如果题目保证输入只包含小写字母的话,那么不需要处理。否则,代码可能在遇到其他字符时崩溃。比如,如果字符是'A',那么c - 'a'的结果是-32,此时访问counts[-32]会导致panic。 所以在题目中没有明确说明的情况下,使用数组的方法可能存在风险。但根据用户的示例,可以假设输入是小写字母,因此数组方法可行。 综上,用户的问题需要给出Go的实现来判断两个字符串是否是字母异位词。正确的做法是: 1. 检查长度是否相等。 2. 使用数组统计字符出现次数。 3. 遍历两个字符串,统计并比较。 那正确的Go代码应该是: func isAnagram(s string, t string) bool { if len(s) != len(t) { return false } var counts [26]int for _, c := range s { counts[c-'a']++ } for _, c := range t { counts[c-'a']-- } for _, v := range counts { if v != 0 { return false } } return true } 这样应该可以正确处理小写字母的情况。例如示例1和示例2都能正确返回。对于非小写字母的输入,会导致数组越界,出现错误。但在题目假设的情况下是可行的。 那这个问题的解决思路是正确的吗? 是的。因此,答案应该先解释什么是字母异位词,然后给出解决思路,最后给出代码实现,并分析时间复杂度和空间复杂度。 时间复杂度是O(n),其中n是字符串的长度。因为遍历两个字符串各一次,然后遍历一个固定长度的数组(26次)。 空间复杂度是O(1),因为数组的大小固定为26,不随输入规模变化。 如果使用map的方法,时间复杂度同样O(n),但空间复杂度是O(k),k是不同字符的数量。对于小写字母来说,k是26,所以空间复杂度也是O(1)。但在一般情况下,可能k会变大。 综上,针对题目中的情况,使用数组的方法是更优的。</think>要判断两个字符串是否为字母异位词,可以通过以下步骤实现: ### 定义 **字母异位词**指两个字符串中的字符种类和出现次数完全相同,仅排列顺序不同。例如:$s = \text{"anagram"}$ 和 $t = \text{"nagaram"}$。 ### 解决思路 1. **长度检查**:若两字符串长度不同,直接返回 `false`。 2. **统计字符频率**:使用固定长度的数组(假设仅含小写字母)统计字符出现次数。 - 遍历字符串 `s`,将字符对应位置的值加1。 - 遍历字符串 `t`,将字符对应位置的值减1。 3. **验证结果**:检查数组中所有元素是否为0。若存在非零值,说明字符频率不一致。 ### Go实现 ```go func isAnagram(s string, t string) bool { if len(s) != len(t) { return false } var counts [26]int for _, c := range s { counts[c-'a']++ } for _, c := range t { counts[c-'a']-- } for _, v := range counts { if v != 0 { return false } } return true } ``` ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O(n)$,其中 $n$ 为字符串长度。需要遍历两个字符串各一次,并遍历固定长度的数组。 - **空间复杂度**:$O(1)$,仅使用固定大小(26)的数组。 ### 关键点说明 1. **字符映射**:通过 `c - 'a'` 将字符转换为索引(`a`→0,`b`→1,依此类推)。 2. **频率抵消**:通过增、减操作,最终若数组全为0,则说明两字符串字符频率一致。 该方法假设输入仅含小写字母。若需支持Unicode字符,可改用 `map[rune]int` 实现。
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