深入解析字符串排列检测算法：从理论到实践-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/gitblog_00006/article/details/148359957

深入解析字符串排列检测算法：从理论到实践

interactive-coding-challenges 120+ interactive Python coding interview challenges (algorithms and data structures). Includes Anki flashcards. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/in/interactive-coding-challenges

前言

字符串排列检测是编程面试中常见的问题，也是算法学习的基础内容。本文将详细探讨如何判断一个字符串是否是另一个字符串的排列（即变位词），并分析不同实现方法的优缺点。

问题定义

给定两个字符串，判断其中一个是否是另一个的排列。排列意味着两个字符串包含相同的字符，只是顺序不同。例如：

"listen" 和 "silent" 是排列
"triangle" 和 "integral" 是排列
"apple" 和 "papel" 是排列

约束条件分析

在解决这个问题前，我们需要明确几个关键约束：

字符编码：假设使用ASCII字符集（共128个字符）
空白字符：需要考虑空格，如"a ct"和"ca t"是排列
大小写敏感：如"Nib"和"bin"不被视为排列
数据结构：允许使用额外数据结构
内存限制：假设字符串可以完全放入内存

解决方案一：排序比较法

算法思路

最直观的解决方案是对两个字符串进行排序，然后比较排序后的结果是否相同。

实现步骤

检查输入是否为None或空字符串
对两个字符串进行排序
比较排序后的字符串是否相同

代码实现

class Permutations(object):
    def is_permutation(self, str1, str2):
        if str1 is None or str2 is None:
            return False
        return sorted(str1) == sorted(str2)

复杂度分析

时间复杂度：O(n log n)，主要来自排序操作
空间复杂度：O(n)，需要存储排序后的字符串

优缺点

优点：

实现简单直观
代码量少，易于理解

缺点：

排序操作增加了时间复杂度
对于大字符串效率较低

解决方案二：哈希映射法

算法思路

使用哈希表（字典）统计每个字符出现的次数，然后比较两个字符串的字符统计是否相同。

实现步骤

检查输入是否为None或空字符串
检查两个字符串长度是否相同（快速失败）
创建两个字典统计字符出现次数
比较两个字典是否相同

代码实现

from collections import defaultdict

class PermutationsAlt(object):
    def is_permutation(self, str1, str2):
        if str1 is None or str2 is None:
            return False
        if len(str1) != len(str2):
            return False
        unique_counts1 = defaultdict(int)
        unique_counts2 = defaultdict(int)
        for char in str1:
            unique_counts1[char] += 1
        for char in str2:
            unique_counts2[char] += 1
        return unique_counts1 == unique_counts2