【专题六】模拟算法

📝前言说明：

• 本专栏主要记录本人的基础算法学习以及LeetCode刷题记录，按专题划分
• 每题主要记录：（1）本人解法 + 本人屎山代码；（2）优质解法 + 优质代码；（3）精益求精，更好的解法和独特的思想（如果有的话）
• 文章中的理解仅为个人理解。如有错误，感谢纠错

🎬个人简介：努力学习ing
📋本专栏：C++刷题专栏
📋其他专栏：C语言入门基础，python入门基础，C++学习笔记，Linux
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什么是模拟

• 模拟算法→比葫芦画瓢：把题目要求转换成代码
• 特点：思路简单，考察代码能力

做题步骤：

1. 模拟算法流程（要过一遍流程）
2. 流程转换成代码

1576. 替换所有的问号

题目链接：https://leetcode.cn/problems/replace-all-s-to-avoid-consecutive-repeating-characters/description/

个人解

思路：

• 遍历整个数组，遇到?就开始更换
• 更换的字符要满足：不等于前面一个字符，也不等于后面一个字符
• 从a-z找合适的字符
• 细节：对于下标0和下标n-1的位置

屎山代码：

class Solution {
public:
    string modifyString(string s) {
        int n = s.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (s[i] == '?') {
                // 尝试使用 'a' 到 'z' 中的字符
                for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) {
                    // 检查是否与相邻字符相同
                    if ((i == 0 || c != s[i - 1]) && (i == n - 1 || c != s[i + 1])) {
                        s[i] = c;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

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495. 提莫攻击

题目链接：https://leetcode.cn/problems/teemo-attacking/description/

个人解

思路：

• 遍历数组，对于每一个数将右边界和下一个数的左边界比较，来计算本次攻击实际造成的中毒时间
• 如果上一个数的右边界 < 下一个数的左边界，则时间 + duration
• 如果上一个数的有边界 >= 下一个数的左边界，则时间 + [duration - 重叠区域]
• 重叠区域：上一个数右边界 - 下一个数左边界 + 1
• 特殊处理最后一个：直接+ duration，因为最后一个没有重叠

屎山代码：

class Solution {
public:
    int findPoisonedDuration(vector<int>& timeSeries, int duration) {
        int n = timeSeries.size(), ans = 0;
        for(int i = 0; i < n - 1; i++)
        { 
            int left = timeSeries[i] + duration - 1, right = timeSeries[i + 1];
            if(left < right)
                ans += duration;
            else
                ans += (duration - (left - right + 1));
        }
        ans += duration; // 特殊处理最后一个
        return ans;
    }
};

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6. Z 字形变换

题目链接：https://leetcode.cn/problems/zigzag-conversion/description/

个人解

思路：

• 虽然说是排Z型，但是最后要按行输出，所以我们直接找规律
• 我们把 画 Z 的过程分成 “好几笔”
• 比如示例一："PAYP"一笔，"ALIS"一笔，"HIRI"一笔，"NG"一笔
• 每一笔中，从 0 开始编号,每一笔有 m = 2 * numRows - 2 个元素（不包括 numRows == 1）
• 笔画下标 0 单独为第 0 行, 0 + numRows 单独为第 numRows - 1 行
• 笔画下标：1 和 m - 1 共同组成第 1 行, 2 和 m - 2 组成第 2 行…以此类推

要是看了不懂可以自己花个Z，然后把下标都标上

屎山代码：

class Solution {
public:
    string convert(string s, int numRows) {        
        if(numRows == 1) // 单独处理 numRows == 1
            return s;
        string ans = "";
        int n = s.size(), m = 2 * numRows - 2; // m 代表一笔有说多少个元素
        for(int i = 0; i < numRows; i++)
        {
            if(i == 0 || i == numRows - 1) // 单独成行的
            {
                for(int j = i; j < n; j += m)
                    ans += s[j];
            }
            else // 两个不同下标的元素组成一行的
            {
                for(int j1 = i, j2 = m - i; j1 < n; j1 += m, j2 += m)
                {
                    ans += s[j1];
                    if(j2 < n) // 因为判断条件是 j1 < n，所以可能j2是不存在的
                        ans += s[j2];
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

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38. 外观数列

题目链接：https://leetcode.cn/problems/count-and-say/description/

个人解

思路：

• 按照题目意思转换
• 不需要写递归，起始字符为"1"，只需将字符串toRLE n - 1次

屎山代码：

class Solution {
public:
    string countAndSay(int n) 
    {
        string ans = "1";
        for(int i = 0; i < n - 1; i++)
        {
            string news = "";
            for(int left = 0, right = 0; right < ans.size();)
            {
                while(right < ans.size() && ans[left] == ans[right])
                    right++;
                news += to_string(right - left) + ans[left];
                left = right;
            }
            ans = news;
        }
        return ans;
    }
};

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优质解

因为该题数据量小，可以直接打表（也就是提前存对应答案）：

class Solution {
public:
    string countAndSay(int n) {
        vector<string> arr = 
        {
            // 这里事先存好每一个n对应的答案
        };
        return arr[n];        
    }
};

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1419. 数青蛙

题目链接：https://leetcode.cn/problems/minimum-number-of-frogs-croaking/description/

个人解

思路：

• 我的想法：croak必须是完整的（所以字符串中这五个字符的个数要相同）
• 用哈希表统计每一个字符出现的次数，任取一个就是总蛙鸣次数。
• 但是，不知道怎么处理如：一只青蛙叫两次，使青蛙数量最小！

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优质解

思路：

• 也用哈希表，不过下一个字符出现的时候，将上一个字符抵消。因为这五个字符是要相对数量相同，所以保留任意一个字符的数量就可以体现蛙鸣数。（这里就是k）
• 那么怎么实现一只青蛙叫两次呢？
• 当k有值的时候，代表对应的蛙已经叫完了，重新hash['c']++的时候，让k--
• 最后答案就是hash['k']对应的值

代码：

class Solution {
public:
    int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) 
    {   
        unordered_map<char, int> index = {{'c', 0}, {'r', 1}, {'o', 2}, {'a', 3}, {'k', 4}}; // char : index
        vector<int> hash(5, 0); // index : count
        for(auto c: croakOfFrogs)
        {
            if(c == 'c') // 新青蛙
            {
                if(hash[4])
                    hash[4]--; // k--
                hash[0]++;
            }
            else
            {
                if(!hash[index[c] - 1])
                    return -1;
                hash[index[c] - 1]--;
                hash[index[c]]++;
            }
        }
        if(hash[0] || hash[1] || hash[2] || hash[3]) // 前面还有蛙鸣没叫到 k 
            return -1;
        return hash[4];
    }
};

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