【数据结构-并查集】力扣1061. 按字典序排列最小的等效字符串

给出长度相同的两个字符串s1 和 s2 ,还有一个字符串 baseStr 。

其中 s1[i] 和 s2[i] 是一组等价字符。

举个例子,如果 s1 = “abc” 且 s2 = “cde”,那么就有 ‘a’ == ‘c’, ‘b’ == ‘d’, ‘c’ == ‘e’。
等价字符遵循任何等价关系的一般规则:

自反性 :‘a’ == ‘a’
对称性 :‘a’ == ‘b’ 则必定有 ‘b’ == ‘a’
传递性 :‘a’ == ‘b’ 且 ‘b’ == ‘c’ 就表明 ‘a’ == ‘c’
例如, s1 = “abc” 和 s2 = “cde” 的等价信息和之前的例子一样,那么 baseStr = “eed” , “acd” 或 “aab”,这三个字符串都是等价的,而 “aab” 是 baseStr 的按字典序最小的等价字符串

利用 s1 和 s2 的等价信息,找出并返回 baseStr 的按字典序排列最小的等价字符串。

示例 1:
输入:s1 = “parker”, s2 = “morris”, baseStr = “parser”
输出:“makkek”
解释:根据 A 和 B 中的等价信息,我们可以将这些字符分为 [m,p], [a,o], [k,r,s], [e,i] 共 4 组。每组中的字符都是等价的,并按字典序排列。所以答案是 “makkek”。

示例 2:
输入:s1 = “hello”, s2 = “world”, baseStr = “hold”
输出:“hdld”
解释:根据 A 和 B 中的等价信息,我们可以将这些字符分为 [h,w], [d,e,o], [l,r] 共 3 组。所以只有 S 中的第二个字符 ‘o’ 变成 ‘d’,最后答案为 “hdld”。

示例 3:
输入:s1 = “leetcode”, s2 = “programs”, baseStr = “sourcecode”
输出:“aauaaaaada”
解释:我们可以把 A 和 B 中的等价字符分为 [a,o,e,r,s,c], [l,p], [g,t] 和 [d,m] 共 4 组,因此 S 中除了 ‘u’ 和 ‘d’ 之外的所有字母都转化成了 ‘a’,最后答案为 “aauaaaaada”。

提示:
1 <= s1.length, s2.length, baseStr <= 1000
s1.length == s2.length
字符串s1, s2, and baseStr 仅由从 ‘a’ 到 ‘z’ 的小写英文字母组成。

并查集

class UnionFind{
private:
    vector<int> parent;
    vector<char> minChar;
public:
    UnionFind(int n){
        parent.resize(n);
        minChar.resize(n);
        for(int i = 0; i < n; i++){
            parent[i] = i;
            minChar[i] = 'a' + i;
        }
    }

    void unite(int index1, int index2){
        int root1 = find(index1);
        int root2 = find(index2);
        parent[root2] = root1;  
        minChar[root1] = min(minChar[root1], minChar[root2]);  // 更新最小字母
    }
    
    int find(int index){
        if(parent[index] == index){
            return index;
        }
        parent[index] = find(parent[index]);
        return parent[index];
    }

    char getMinChar(int index) {
        return minChar[find(index)];
    }
};



class Solution {
public:
    string smallestEquivalentString(string s1, string s2, string baseStr) {
        int n = s1.size();
        UnionFind uf(26);
        for(int i = 0; i < n; i++){
            uf.unite(s1[i] - 'a', s2[i] - 'a');
        }


        string res = "";
        for(char c : baseStr){
            res += uf.getMinChar(c - 'a');
        }
        return res;    
    }
};

这道题我们可以推断出是使用了并查集的思想,由于这道题他只需要将baseStr修改成最小字典序等效字符串,所以我们只需要知道某个连通集中字典序最小的字符是多少,所以我们可以在合并字典序的时候,即在unite函数中来更新minChar的值。

需要注意的是,在unite里,我一开始写了:

        parent[find(index2)] = find(index1);  
        minChar[find(index1)] = min(minChar[find(index1)], minChar[find(index2)]);

这样重复调用find会导致出现错误,因为我们在执行parent[find(index2)] = find(index1); 的时候,实际上find(index2)的父节点被更新为了find(index1),这回导致我们下一行代码中的find(index2)实际上是find(index1),那么这就会导致下一行代码minChar的更新没有意义。

我们合并了并查集后,我们定义一个变量res来记录结果,遍历baseStr的每一个字符,然后找到其连通集中最小字典序的字符加入到res中,最后res就是正确的结果。

### Java 实现 LeetCode 第 3 题:无重复字符的最长子串 以下是基于滑动窗口算法的 Java 解决方案,该方法通过维护一个动态窗口来高效解决问题。此解法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(min(m, n)),其中 m 是字符串中不同字符的数量。 #### 滑动窗口原理 滑动窗口的核心思想是利用两个指针 `left` 和 `right` 来表示当前正在考察的子串范围。当发现有重复字符时,移动左边界直到不再存在重复字符为止[^1]。 ```java public class Solution { public int lengthOfLongestSubstring(String s) { if (s == null || s.length() == 0) return 0; int maxLength = 0; int left = 0; // 左边界初始位置 Map<Character, Integer> charIndexMap = new HashMap<>(); for (int right = 0; right < s.length(); right++) { // 右边界逐步扩展 char currentChar = s.charAt(right); if (charIndexMap.containsKey(currentChar) && charIndexMap.get(currentChar) >= left) { // 如果当前字符已经存在于哈希表中,则更新左边界到上一次出现的位置之后 left = charIndexMap.get(currentChar) + 1; } charIndexMap.put(currentChar, right); // 更新或记录当前字符及其索引 maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1); // 计算最大长度 } return maxLength; } } ``` 上述代码实现了以下逻辑: - 使用 `HashMap` 存储每个字符最近一次出现的索引。 - 当遇到重复字符时,调整左边界至之前重复字符的下一个位置。 - 动态计算并保存最大的无重复子串长度[^2]。 #### 测试案例 为了验证程序的有效性,可以运行如下测试: ```java public static void main(String[] args) { Solution sol = new Solution(); System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("abcabcbb")); // 输出: 3 ["abc"] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("bbbbb")); // 输出: 1 ["b"] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("pwwkew")); // 输出: 3 ["wke"] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("")); // 输出: 0 [] System.out.println(sol.lengthOfLongestSubstring("au")); // 输出: 2 ["au"] } ``` 这些测试涵盖了多种情况,包括空字符串、全相同字符以及正常输入场景下的表现[^3]。 #### 复杂度分析 时间复杂度:O(n),因为每个字符最多被访问两次——一次由右指针遍历,另一次可能因左指针移动而重新评估。 空间复杂度:O(min(m, n)),取决于字符串中的唯一字符数量与总长度之间的较小者[^4]。 ---
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