【算法】利用模拟算法、规律解算法题(C++)

文章目录

  • 1. 前言
  • 2. 算法题
    • 1576.替换所有的问号
    • 495.提莫攻击
    • 6.Z字形变换
    • 38.外观数列
    • 1419.数青蛙

1. 前言

模拟算法 即模拟问题过程来解决问题的算法。

对于一些算法题,我们只需要将题目的过程 用代码编写出来,再结合其他方法,就可以解决。

2. 算法题

1576.替换所有的问号

在这里插入图片描述

思路

  • 题意分析:题目要求将所给字符串的’?‘替换为小写字母,使得字符串最后不包含’?'和连续重复字符
  • 解法思路:模拟
    1. 我们只需将该过程直接模拟出来:
    2. 遍历字符串,当遇到’?‘时,将’?‘替换为’a’ ~ 'z’的字符(依字符序),每次替换前检查待替换字符是否与’?'后的字符相同即可

代码

string modifyString(string s) {int n = s.size();// 遍历sfor(int i = 0; i < n; ++i){if(s[i] == '?'){for(char ch = 'a'; ch <= 'z'; ++ch)if((i == 0 || s[i-1] != ch) && (i == n-1 || s[i+1] != ch)) // 当前字符不和前后元素相同(0和n-1为边界情况)      {// 替换?s[i] = ch;break;}}}return s;
}

495.提莫攻击

在这里插入图片描述

思路

  • 题意分析:根据提莫对艾希的攻击(相关规律如题干),计算艾希的总中毒时间。
  • 解法思路模拟
    1. 创建变量time,用于统计总中毒时间
    2. 循环 “攻击次数 - 1” 次:
      • 如果两次攻击的间隔 > 中毒持续时间,则time += 持续时间
      • 否则,time += 两次攻击时间间隔
    3. 最后加上最后一次攻击的中毒持续时间。

代码

int findPoisonedDuration(vector<int>& timeSeries, int duration) {int time = 0; // 总秒数for(int i = 0; i < timeSeries.size() - 1; ++i){// 根据攻击间隔与时间间隔的关系计算结果if(timeSeries[i+1] - timeSeries[i] >= duration) time += duration;elsetime += timeSeries[i+1] - timeSeries[i];}time += duration; // 最后一次攻击中毒时间return time;
}

6.Z字形变换

思路

  • 解法一模拟

    • 如图所示
      在这里插入图片描述
  • 解法二找规律

    • 如图所示,当我们找到每行元素的值关系,我们以如下顺序累加到结果字符串即可:
    • 首行 - 中间行 - 尾行
      在这里插入图片描述

代码

string convert(string s, int numRows) {if(numRows == 1) return s; // 原字符串string ret;int n = s.size(), d = 2 * numRows - 2; // 计算公差for(int i = 0; i < n; i += d) // 第一行ret += s[i];for(int k = 1; k < numRows - 1; k++) // 枚举每行(2 ~ n-1){for(int i = k, j = d-k; i < n || j < n; i += d, j += d){if(i < n) ret += s[i];if(j < n) ret += s[j];}}for(int i = numRows - 1; i < n; i += d) // 处理最后一行ret += s[i];return ret;
}

38.外观数列

在这里插入图片描述

思路

  • 题意分析:得到外观数列的第n项,则我们应模拟出外观数列的实现过程。
  • 解法模拟 + 双指针
    1. 创建一个外观数列(字符串数组),并将该数列第一位初始化为1。
    2. 从第二项开始执行双指针操作:遍历前一项的字符序列。
    3. 内层循环中,right指针每次后移,通过与left的比较找到重复字符的个数count。
      • 将count与left所指字符结合加入到当前外观数列项中

代码

string countAndSay(int n) {// 初始化外观数组vector<string> countAndSay(n + 1);countAndSay[1] = "1";// 从第二项开始,通过双指针for(int i = 2; i <= n; ++i) {string& prev = countAndSay[i - 1];int len = prev.size(), left = 0, right = 0;while (right < len) {// 寻找重复元素个数while (right < len && prev[right] == prev[left])    right++;int count = right - left;countAndSay[i] += to_string(count) + prev[left];left = right;}}return countAndSay[n];
}

1419.数青蛙

在这里插入图片描述

思路

  • 题意分析:根据所给蛙鸣字符串判断满足条件的所需青蛙的最小个数。
  • 解法模拟
    • 创建一个哈希表(数组代替即可)用于存储字符串所有字符的个数信息。
    • 遍历字符串, 通过下图的规律,对哈希表中不同字符的个数进行修改。
    • 在这里插入图片描述

代码

int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) {string str = "croak";int n = str.size();vector<int> hash(n); // 哈希表记录croak五个字符的出现unordered_map<char, int> index; // 用于寻找前驱字符// 记录下标for(int i = 0; i < n; ++i)index[str[i]] = i;for(char ch : croakOfFrogs){// c -> 找最后一个字符k // 存在:c个数++,k个数--// 不存在:c个数++if(ch == 'c'){hash[0]++;if(hash[n-1] != 0)hash[n-1]--;}// r o a k -> 找前驱字符// 存在:前驱字符个数--// 不存在:return -1else{int i = index[ch];if(hash[i-1] == 0){return -1;}else{hash[i-1]--; hash[i]++;}} }// 判断是否还存在 c/r/o/afor(int i = 0; i < n - 1; ++i)if(hash[i] != 0)    return -1;return hash[n-1];
}

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