华为OD机试真题---最长方连续方波信号

原创已于 2024-11-15 11:15:42 修改

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#华为od #java #开发语言 #数据结构 #算法

于 2024-11-11 10:39:28 首次发布

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华为OD机试真题中的“最长方连续方波信号”题目要求考生在给定的方波信号字符串中，找出最长的完全连续交替方波信号，并将其输出。以下是对该题目的详细解析：

一、题目要求

输入一串方波信号，求取最长的完全连续交替方波信号，并将其输出。如果有相同长度的交替方波信号，输出任一即可。方波信号高位用1标识，低位用0标识。

二、关键说明

一个完整的信号一定以0开始然后以0结尾，即010是一个完整信号，但101、1010、0101等不是。
输入的一串方波信号是由一个或多个完整信号组成，两个相邻信号之间可能有0个或多个低位，如0110010、011000010等。
同一个信号中可以有连续的高位，如01110101011110001010，前14位是一个具有连续高位的信号。
完全连续交替方波是指10交替，如01010是完全连续交替方波，0110不是。

三、输入输出

输入：一个表示方波信号的字符串，长度大于等于3且小于等于1024。输入总是合法的，不用考虑异常情况。

输出：最长的完全连续交替方波信号，如果有相同长度的交替方波信号，输出任一即可。如果不存在完全连续交替方波信号串，则输出-1。

四、解题思路

遍历输入字符串，找到以0开头的子串。
检查子串是否满足完全连续交替的条件，即是否满足“101010…”这样的模式。
记录满足条件的子串的长度，并更新最长子串。
遍历结束后，输出最长的完全连续交替方波信号。

五、示例

输入：0010101010110000101000010

输出：010101010（或其他相同长度的完全连续交替方波信号）

六、代码实现



public class LongestAlternatingWaveform {

    /**
     * 寻找最长的交替波形字符串
     * 交替波形由'0'和'1'组成，且相邻字符不同
     *
     * @param signal 输入的信号字符串，只包含'0'和'1'
     * @return 返回最长的交替波形字符串如果不存在这样的波形，则返回"-1"
     */
    public static String findLongestAlternatingWaveform(String signal) {
        // 初始化最大长度为0
        int maxLength = 0;
        // 初始化最长波形为空字符串
        String longestWaveform = "";

        // 遍历信号字符串，寻找最长的交替波形
        for (int i = 0; i < signal.length() - 1; i++) {
            // 当前字符为'0'时，开始构建波形
            if (signal.charAt(i) == '0') {
                // 构建当前波形字符串，起始为'0'
                StringBuilder currentWaveform = new StringBuilder(signal.charAt(i));
                // 期望下一个字符为'1'
                boolean expectingOne = true;

                // 从当前字符的下一个字符开始遍历
                for (int j = i + 1; j < signal.length(); j++) {
                    char currentChar = signal.charAt(j);
                    // 如果当前字符符合期望（在期望'1'时为'1'，在期望'0'时为'0'），则添加到当前波形中
                    if ((expectingOne && currentChar == '1') || (!expectingOne && currentChar == '0')) {
                        currentWaveform.append(currentChar);
                        // 期望的字符切换，'1'变'0'或'0'变'1'
                        expectingOne = !expectingOne;
                    } else {
                        // 如果当前字符不符合期望，停止构建当前波形
                        break;
                    }

                    // 如果当前波形的长度（除去起始的'0'）大于已记录的最大长度
                    if (currentWaveform.length() - 1 > maxLength) {
                        // 更新最大长度
                        maxLength = currentWaveform.length() - 1;
                        // 更新最长波形
                        longestWaveform = currentWaveform.substring(0, maxLength);
                    }
                }
            }
        }

        // 如果找到了至少一个符合条件的波形，则返回最长的波形；否则返回"-1"
        return maxLength > 0 ? longestWaveform : "-1";
    }

    public static void main(String[] args) {
        String signal = "0010101010110000101000010";
        String result = findLongestAlternatingWaveform(signal);
        System.out.println("最长方连续方波信号: " + result);
    }
}

七、运行示例解析

方法解析

findLongestAlternatingWaveform 方法旨在找到一个最长的交替波形字符串，其中交替波形由 ‘0’ 和 ‘1’ 组成，且相邻字符不同。方法逻辑如下：

初始化变量：
- maxLength 用于记录最长的交替波形长度。
- longestWaveform 用于存储最长的交替波形字符串。
遍历信号字符串：
- 外层循环遍历信号字符串的每个字符（除了最后一个字符，因为需要至少一个后续字符来形成交替波形）。
- 如果当前字符是 ‘0’，则开始尝试构建交替波形。
构建当前波形字符串：
- 使用 StringBuilder 来构建当前波形字符串，从当前字符开始。
- expectingOne 布尔变量用于指示下一个期望的字符是 ‘1’ 还是 ‘0’。
内层循环：
- 从当前字符的下一个字符开始遍历，检查每个字符是否符合期望的交替模式。
- 如果字符符合期望，则将其添加到当前波形字符串中，并切换期望的字符。
- 如果字符不符合期望，则停止构建当前波形。
更新最长波形：
- 在每次内层循环结束时，检查当前波形的长度（除去起始字符）是否大于已记录的最大长度。
- 如果是，则更新 maxLength 和 longestWaveform。
返回结果：
- 如果找到了至少一个符合条件的波形，则返回最长的波形。
- 否则，返回 “-1”。

运行示例解析

给定信号字符串 "0010101010110000101000010"：

外层循环：
- 从索引 0 开始遍历，直到索引 19（因为最后一个字符没有后续字符来形成交替波形）。
构建波形：
- 在索引 0，字符是 ‘0’，开始构建波形。
- 内层循环从索引 1 开始，依次检查字符：
  - 索引 1：字符是 ‘0’，不符合期望（期望是 ‘1’），停止构建当前波形。
- 在索引 1，字符是 ‘0’，开始构建波形。
- 内层循环从索引 2 开始，依次检查字符：
  - 索引 2：字符是 ‘1’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 3：字符是 ‘0’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 4：字符是 ‘1’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 5：字符是 ‘0’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 6：字符是 ‘1’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 7：字符是 ‘0’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 8：字符是 ‘1’，符合期望，添加到波形。
  - 索引 9：字符是 ‘0’，符合期望，添加到波形。
  - 此时，当前波形为 “10101010”，长度为 8，更新 maxLength 和 longestWaveform。
- 后续索引继续尝试构建波形，但都不会超过当前记录的最长波形长度。
返回结果：
- 最终，longestWaveform 为 “10101010”。