leetcode399——除法求值——java实现

最新推荐文章于 2023-01-11 20:19:49 发布

烛承幻

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分类专栏： leecode 文章标签：手撕代码

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本文深入解析LeetCode 399题Evaluate Division，通过构建图模型解决变量间的关系计算问题。介绍了如何利用递归算法在图中查找路径，并给出了详细的代码实现，包括使用邻接表存储图结构，实现深度优先搜索查找路径及权重。

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题目要求：
在这里插入图片描述
分析：
刚开始看这道题目的时候真的是太恶心了，密密麻麻全是字，转换一下，人家想让我们求的东西就如下图所示：

在这里插入图片描述
给出的方程式中有a, b, c三个变量，那么关于a, b, c之间的关系式我们都能求，但是如果是其它变量，比如进来一个e，就求不了了，于是就返回- 1.0.
x的话，如果它的值为0，那么这个表达式也没有意义，所以它返回的也是- 1.0.

这样一看就相对比较清晰了，我们可以将它看作一个图，如下所示：
在这里插入图片描述
这里本来只有a和b，b和c的关系式，但是a和c之间也是有关系的，这个关系可以通过a和b，b和c的关系是递推出来。在代码中，我们可以利用一个递归来实现。
所以这道题就已经转变成了一个图的问题，即求两点之间是否能找到一条边：
如果能找到，则返回权值；
如果找不到，则返回- 1。
在这里，我们使用邻接表的存储形式来对这个图进行存储。
具体代码参照了这位大神的博客：传送门：leetcode399. Evaluate Division
这位大神代码的注释非常详细，可以好好看看。

具体代码如下：

class Solution {
        public double[] calcEquation(List<List<String>> equations, double[] values, List<List<String>> queries) {
        Map<String, List<String>> pairs = new HashMap<>();
        Map<String, List<Double>> valuedPairs = new HashMap<>();
        for(int i = 0 ; i < equations.size() ; i++) {
            List<String> equation = equations.get(i);
            //被除数
            String multiplied = equation.get(0);
            //除数
            String multiplier = equation.get(1);//除数
            if(!pairs.containsKey(multiplied)) {
                pairs.put(multiplied, new ArrayList<>());
                valuedPairs.put(multiplied, new ArrayList<>());
            }
            
            if(!pairs.containsKey(multiplier)) {
                pairs.put(multiplier, new ArrayList<>());
                valuedPairs.put(multiplier, new ArrayList<>());
            }
            pairs.get(multiplied).add(multiplier);
            pairs.get(multiplier).add(multiplied);
            valuedPairs.get(multiplied).add(values[i]);
            valuedPairs.get(multiplier).add(1.0 / values[i]);
        }
        
        //结果集
        double[] result = new double[queries.size()];
        for(int i = 0 ; i<queries.size() ; i++) {
            result[i] = dfs(queries.get(i).get(0), queries.get(i).get(1), pairs, valuedPairs, new HashSet<>(), 1.0);
            result[i] = result[i]==0.0 ? -1.0 : result[i];
        }
        return result;
    }
    
    public double dfs(String multiplied, String multiplier, Map<String, List<String>> pairs, Map<String, List<Double>> valuedPairs, Set<String> visited, double curResult) {
        if(!pairs.containsKey(multiplied))
            return 0.0;
        if(visited.contains(multiplied))
            return 0.0;
        if(multiplied.equals(multiplier))
            return curResult;
        visited.add(multiplied);
        List<String> multipliers = pairs.get(multiplied);
        List<Double> multiplierValues = valuedPairs.get(multiplied);
        double tmp = 0.0;
        for(int i = 0 ; i<multipliers.size() ; i++) {
            tmp = dfs(multipliers.get(i), multiplier, pairs, valuedPairs, visited, curResult * multiplierValues.get(i));
            if(tmp != 0.0){
                break;
            }
        }
        visited.remove(multiplied);
        return tmp;
    }
}