[Leetcode] 87. Scramble String 解题报告

本文探讨了两种解决字符串乱序匹配问题的方法:递归法与动态规划法。递归法通过判断两个字符串是否能通过分割并重新组合的方式相互转换;动态规划法则利用状态转移方程进行高效求解。

题目

Given a string s1, we may represent it as a binary tree by partitioning it to two non-empty substrings recursively.

Below is one possible representation of s1 = "great":

    great
   /    \
  gr    eat
 / \    /  \
g   r  e   at
           / \
          a   t

To scramble the string, we may choose any non-leaf node and swap its two children.

For example, if we choose the node "gr" and swap its two children, it produces a scrambled string "rgeat".

    rgeat
   /    \
  rg    eat
 / \    /  \
r   g  e   at
           / \
          a   t

We say that "rgeat" is a scrambled string of "great".

Similarly, if we continue to swap the children of nodes "eat" and "at", it produces a scrambled string "rgtae".

    rgtae
   /    \
  rg    tae
 / \    /  \
r   g  ta  e
       / \
      t   a

We say that "rgtae" is a scrambled string of "great".

Given two strings s1 and s2 of the same length, determine if s2 is a scrambled string of s1.

思路

1、递归法:如果s1是s2的scramble string,那么要么s1和s2相等,要么在从s1变换到s2的过程中的最后一步,必然是从s1的中间某个部分切开,形成s11和s12,并且s11和s12都分别可以scramble到s2的前(后)部分或者后(前)部分。所以我们可以递归地求解这一问题。为了加快速度,可以进行适当剪枝:1)两者长度不等;2)两者所含有的可重复字母集合不同。二递归基则是字符串长度为1的情况。

2、动态规划法:定义dp[i][j][k]表示s1.substr(i, k)和s2.substr(j, k)是否是scramble string,则递推方程很容易写出来(具体递推方程可见代码实现)。该动态规划方法的时间复杂度是O(n^4),空间复杂度是O(n^3)。感觉也不是很好,不过所有测试用例倒是都可以通过。

代码

1、递归法:

class Solution {
public:
    bool isScramble(string s1, string s2) {
        if (s1.length() != s2.length()) {
            return false;
        }
        if (s1 == s2) {
            return true;
        }
        if (s1.length() == 1) {
            return false;
        }
        unordered_map<char, int> hash;
        int len1 = s1.length(), len2 = s2.length();
        for (int i = 0; i < len1; ++i) {
            hash[s1[i]]++;
        }
        for (int i = 0; i < len2; ++i) {
            hash[s2[i]]--;
        }
        for (auto it = hash.begin(); it != hash.end(); ++it) {
            if (it->second != 0) {
                return false;
            }
        }
        for (int i = 1; i < len1; ++i) {
            bool ret = isScramble(s1.substr(0, i), s2.substr(0, i)) &&
                       isScramble(s1.substr(i, len1 - i), s2.substr(i, len2 - i));
            ret = ret || isScramble(s1.substr(0, i), s2.substr(len2 - i, i)) &&
                         isScramble(s1.substr(i, len1 - i), s2.substr(0, len2 - i));
            if (ret) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
};

2、动态规划法:

class Solution {
public:
    bool isScramble(string s1, string s2) {
        if (s1.length() != s2.length()) {
            return false;
        }
        int length = s1.length();
        // dp[i][j][k] means whether s1.substr(i, k) is scramble of s2.substr(j, k) 
        vector<vector<vector<bool>>> dp(length, vector<vector<bool>>(length, vector<bool>(length + 1, false)));
        for (int k = 1; k <= length; ++k) {
            for (int i = 0; i + k - 1 < length; ++i) {
                for (int j= 0; j + k - 1 < length; ++j) {
                    if (k == 1) {
                        dp[i][j][k] = (s1[i] == s2[j]);
                        continue;
                    }
                    else {
                        for (int p = 1; p < k; ++p) {
                            int length1 = p, length2 = k - p;
                            if (dp[i][j][length1] && dp[i + length1][j + length1][length2]) {
                                dp[i][j][k] = true;
                                break;
                            }
                            if (dp[i][j + length2][length1] && dp[i + length1][j][length2]) {
                                dp[i][j][k] = true;
                                break;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return dp[0][0][length];
    }
};

内容概要:本文提出了一种基于融合鱼鹰算法和柯西变异的改进麻雀优化算法(OCSSA),用于优化变分模态分解(VMD)的参数,进而结合卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆网络(BiLSTM)构建OCSSA-VMD-CNN-BILSTM模型,实现对轴承故障的高【轴承故障诊断】基于融合鱼鹰和柯西变异的麻雀优化算法OCSSA-VMD-CNN-BILSTM轴承诊断研究【西储大学数据】(Matlab代码实现)精度诊断。研究采用西储大学公开的轴承故障数据集进行实验验证,通过优化VMD的模态数和惩罚因子,有效提升了信号分解的准确性与稳定性,随后利用CNN提取故障特征,BiLSTM捕捉时间序列的深层依赖关系,最终实现故障类型的智能识别。该方法在提升故障诊断精度与鲁棒性方面表现出优越性能。; 适合人群:具备一定信号处理、机器学习基础,从事机械故障诊断、智能运维、工业大数据分析等相关领域的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①解决传统VMD参数依赖人工经验选取的问题,实现参数自适应优化;②提升复杂工况下滚动轴承早期故障的识别准确率;③为智能制造与预测性维护提供可靠的技术支持。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码实现过程,深入理解OCSSA优化机制、VMD信号分解流程以及CNN-BiLSTM网络架构的设计逻辑,重点关注参数优化与故障分类的联动关系,并可通过更换数据集进一步验证模型泛化能力。
参考资源链接:[C语言实现LeetCode87题字符串错乱问题详解](https://wenku.csdn.net/doc/3gininbodv?utm_source=wenku_answer2doc_content) 为了帮助你理解并实现LeetCode上的Scramble String问题,我强烈推荐查看这份资源:《C语言实现LeetCode87题字符串错乱问题详解》。这份资料将为你提供详尽的算法解析和C语言代码实现,直接针对你当前面临的挑战。 Scramble String问题可以通过递归和动态规划的方法来解决。以下是一个高效实现的步骤概述和源代码示例: (步骤、代码、mermaid流程图、扩展内容,此处略) 在这个示例中,我们首先检查两个字符串的长度是否相等,然后进行递归调用来比较每个字符的所有可能划分点。如果找到一个划分点,使得s1的一个子串能够错乱成s2的一个子串,且s1剩余部分也能错乱成s2剩余部分,那么我们就找到了一个有效的解。 通过这种方法,我们能够有效地判断一个字符串是否可以通过错乱得到另一个字符串。对于希望进一步提升算法设计和编程能力的读者,我建议深入阅读这份题解资源:《C语言实现LeetCode87题字符串错乱问题详解》。这份资源不仅解答了你当前的问题,还提供了更多细节和深度内容,帮助你在C语言编程和算法实现方面更上一层楼。 参考资源链接:[C语言实现LeetCode87题字符串错乱问题详解](https://wenku.csdn.net/doc/3gininbodv?utm_source=wenku_answer2doc_content)
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