1255 字典序最小的子序列

探讨了如何从给定字符串中找出包含所有不同字符且字典序最小的子序列,提供了三种不同的实现方法。

题目来源:  天津大学OJ
基准时间限制:1 秒 空间限制:131072 KB 分值: 40  难度:4级算法题
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给出一个由a-z组成的字符串S,求他的一个子序列,满足如下条件:

1、包含字符串中所有出现过的字符各1个。
2、是所有满足条件1的串中,字典序最小的。

例如:babbdcc,出现过的字符为:abcd,而包含abcd的所有子序列中,字典序最小的为abdc。
Input
输入1行字符串S,所有字符均为小写,字符串的长度为L。(1 <= L <= 100000)。
Output
输出包含S中所有出现过的字符,每个字符各1个,并且字典序最小的S的子序列。
Input示例
babbdcc
Output示例
abdc
李陶冶  (题目提供者)
C++的运行时限为:1000 ms ,空间限制为:131072 KB  示例及语言说明请按这里

解题思路:遍历每一个字母时,以此字母为基准继续向后遍历看是否有比其跟小的字母,如果有的话就替换,若没有就不替换。

具体操作请看代码。

法一:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main ()
{
    string s,t="";  //s为输入字符串,t为想要的字典序最小的子序列
    cin>>s;
    int len = s.size();
    int num[27]= {0};  //用来统计每个字母的个数

    for (int i=0; i<len; i++)
        num[s[i]-'a']++;


    int f[27]= {0};
    for (int i=0; i<len; i++)
    { //因为据题意每个字母只能出现一次,所以被加入t中的字母已被标记,不需要再次加入t中。
        if(!f[s[i]-'a'])
        {
            t+=s[i];
            char ch=s[i];

//遍历时,会相应以每个字母为基准继续向后遍历看是否可以替换更小的字母,如没有找到用num[]就不能还原了,所以用next[]来作为是否可以替换的判断条件。
            int next[27];
            for (int j=0; j<26; j++)   
                next[j]=num[j];

            int j=i+1;
            next[s[i]-'a']--;
            int id=i;
            while(j!=len)
            {
                if(f[s[j]-'a']==0)
                {//判断当前字母是否比基准小和判断基准是否还有剩余,如都是是才能替换。
                    if(s[j]<ch&&next[ch-'a']>0)
                    {
                        t[t.size()-1]=s[j];
                        ch=s[j];
                        id=j;
                    }
                    next[s[j]-'a']--;
                    if(next[s[j]-'a']<1)//遍历途中有字母已经没有了,就必须跳出此次遍历。
                        break;
                }
                j++;
            }
            char cc=t[t.size()-1];
            f[t[t.size()-1]-'a']=1;
            for (int j=i; j<=id; j++)
                num[s[j]-'a']--;
            i=id;
        }
    }
    cout<<t;
    return 0;
}



法二<用stack>:

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <stack>
#include <map>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N =100001;
int main()
{
    int vis[26];
    char str[N];
    stack<char> queue1;
    map<char,int> map1;
    while(~scanf("%s",str))
    {
        while(!queue1.empty())
            queue1.pop();
        map1.clear();
        int len=strlen(str);
        for(int i=0; i<len; i++)
        {
            vis[str[i]-'a']=0;
            map1[str[i]]++;
        }
        for(int i=0;i<len;i++)
        {
            map1[str[i]]--;
            if(vis[str[i]-'a'])
                continue;
            while(!queue1.empty()&&queue1.top()>str[i]&&map1[queue1.top()]>0)
            {
                vis[queue1.top()-'a']=0;
                queue1.pop();
            }
            queue1.push(str[i]);
            vis[str[i]-'a']=1;
        }
        string str1="";
        while(!queue1.empty())
        {
            str1=queue1.top()+str1;
            queue1.pop();
        }
        cout<<str1<<endl;
    }
    return 0;
}


法三<用双向队列deque>:

#include <cstdio>
#include <deque>
#include <map>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N =100001;
int main()
{
    int vis[26];
    char str[N];
    deque<char> deque1;
    map<char,int> map1;
    while(~scanf("%s",str))
    {
        deque1.clear();
        map1.clear();
        int len=strlen(str);
        for(int i=0; i<len; i++)
        {
            vis[str[i]-'a']=0;
            map1[str[i]]++;
        }
        for(int i=0;i<len;i++)
        {
            map1[str[i]]--;
            if(vis[str[i]-'a'])
                continue;
            while(!deque1.empty()&&deque1.back()>str[i]&&map1[deque1.back()]>0)
            {
                vis[deque1.back()-'a']=0;
                deque1.pop_back();
            } 
            deque1.push_back(str[i]);
            vis[str[i]-'a']=1;
        }
        while(!deque1.empty())
        {
            printf("%c",deque1.front());
            deque1.pop_front();
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}


在处理子序列字典序生成与比较问题时,关键在于理解字典序的基本规则以及如何根据这些规则构造或选择子序列。以下是对子序列字典序生成与比较方法的详细说明: ### 生成字典序大的子序列 生成字典序大的子序列通常涉及贪心策略。具体做法是:从字符串的左到右遍历每个字符,同时维护一个栈结构来保存当前构造的子序列。在每一步中,如果当前字符大于栈顶元素,并且剩余字符数量足够保证终结果长度满足要求,则弹出栈顶元素,直到无法再弹出为止,然后将当前字符压入栈中。这样可以确保终构造出的子序列字典序大[^1]。 例如,对于输入 `ababba`,按照上述策略,终输出为 `bbba`。 ### 比较两个子序列字典序 字典序比较类似于字符串比较,逐个字符进行比较。如果两个子序列的第一个不同字符决定了它们的字典序关系。具体来说,如果第一个不同的字符在位置 `i`,且第一个子序列在位置 `i` 的字符小于第二个子序列在位置 `i` 的字符,则第一个子序列字典序小于第二个子序列。 ### 生成字典序的下一个排列 生成字典序的下一个排列是一个经典问题,可以通过以下步骤实现: 1. 从右向左找到第一个比其右侧数字小的数字,记为位置 `i`。 2. 再次从右向左找到第一个比 `s[i]` 大的数字,记为位置 `j`。 3. 交换 `s[i]` 和 `s[j]`。 4. 将 `i` 之后的所有数字反转,以获得最小字典序。 例如,对于排列 `5 2 4 3 1`,按照上述步骤,可以得到下一个排列为 `5 3 1 2 4` [^3]。 ### 示例代码:生成字典序的下一个排列 ```java public class NextPermutation { public void nextPermutation(int[] nums) { int i = nums.length - 2; while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]) { i--; } if (i >= 0) { int j = nums.length - 1; while (j >= 0 && nums[j] <= nums[i]) { j--; } swap(nums, i, j); } reverse(nums, i + 1); } private void swap(int[] nums, int i, int j) { int temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = temp; } private void reverse(int[] nums, int start) { int end = nums.length - 1; while (start < end) { swap(nums, start, end); start++; end--; } } } ``` ### 调包法生成字典序 对于某些特定问题,如生成字典序中的第 `K` 小的数字,可以直接生成所有可能的数字,然后根据字符串比较规则进行排序。例如,使用 Java 的 `Collections.sort` 方法结合自定义比较器可以轻松实现这一点 [^2]。 ### 示例代码:调包法生成字典序 ```java import java.util.*; public class Solution { public List<Integer> lexicalOrder(int n) { List<Integer> ans = new ArrayList<>(); for (int i = 1; i <= n; i++) { ans.add(i); } Collections.sort(ans, (a, b) -> { return String.valueOf(a).compareTo(String.valueOf(b)); }); return ans; } } ``` ### 总结 - **生成字典序大的子序列**:使用贪心策略,维护一个栈结构。 - **比较字典序**:逐个字符比较,直到找到第一个不同的字符。 - **生成字典序的下一个排列**:通过查找和交换特定位置的字符,再反转部分序列。 - **调包法生成字典序**:利用内置排序函数结合自定义比较器。 这些方法在处理不同类型的字典序问题时非常有效,能够帮助解决许多与子序列字典序相关的复杂问题。 ---
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