基础算法（6）——模拟

1. 替换所有的问号

题目描述：

算法思路：

从前往后遍历整个字符串，找到问号之后，尝试用 a ~ z 的每一个字符替换即可

注意点：需考虑数组开头和结尾是问号的边界情况

代码实现：

java 复制代码

class Solution {
    public String modifyString(String ss) {
        char[] s = ss.toCharArray();
        int n = s.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (s[i] == '?') {
                for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++) {
                    // 此处判断条件要考虑边界情况
                    if ((i == 0 || ch != s[i - 1]) && (i == n - 1 || ch != s[i + 1])) {
                        s[i] = ch;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        return String.valueOf(s);
    }
}

2. 提莫攻击

题目描述：

算法思路：

代码实现：

java 复制代码

class Solution {
    public int findPoisonedDuration(int[] timeSeries, int duration) {
        int n = timeSeries.length;
        int ret = 0;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if ((timeSeries[i] - timeSeries[i - 1]) >= duration) {
                ret += duration;
            } else {
                ret += timeSeries[i] - timeSeries[i - 1];
            }
        }
        return ret + duration;
    }
}

3. Z 字形变换

题目描述：

解法一：模拟

算法思路：

代码实现：

这是东拼西凑写的，哪里报错改哪里，参考价值不大

java 复制代码

class Solution {
    public static String convert(String s, int numRows) {
        int n = s.length();
        // 处理边界
        if (numRows == 1 || numRows >= n) return s;

        char[][] ret = new char[n][n];
        int x = 0;
        int y = 0;
        //将字符串填入矩阵中
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (x < numRows) { // 当 x < numRows 时，向下移动
                ret[x][y] = s.charAt(i);
                x++;
            } else { // 向右上移动
                x--; // 因为上面 x++ 导致 x==numRows，所以此处--
                while (x != 0) {
                    x--;
                    y++;
                    ret[x][y] = s.charAt(i);
                    i++;
                    if (i >= n) break; // 防止越界
                }
                x++; // 这里两步不知道为什么
                i--;
            }
        }
        // 将矩阵中数据添加到 ans 中
        StringBuilder ans = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {
           for (int j = 0; j < ret.length; j++) {
               if (ret[i][j] != 0) {
                   ans.append(ret[i][j]);
               }
           }
        }
        return ans.toString();
    }
}

解法二：找规律

算法思路：

代码实现：

java 复制代码

class Solution {
    public String convert(String s, int numRows) {
        // 处理边界条件（若 numRows 等于 1，会造成死循环）
        if (numRows == 1) return s;

        int d = 2 * numRows - 2;
        int n = s.length();
        StringBuilder ret = new StringBuilder();

        // 1. 处理第一行
        for (int i = 0; i < n; i += d) {
            ret.append(s.charAt(i));
        }

        // 2. 处理中间行
        for (int k = 1; k < numRows - 1; k++) {
            for (int i = k, j = d - i; i < n || j < n; i += d, j += d) {
                if (i < n) ret.append(s.charAt(i));
                if (j < n) ret.append(s.charAt(j));
            }
        }

        // 3. 处理最后一行
        for (int i = numRows - 1; i < n; i += d) {
            ret.append(s.charAt(i));
        }

        return ret.toString();
    }
}

4. 外观数列

题目描述：

解法：模拟 + 双指针

算法思路：

代码实现：

java 复制代码

class Solution {
    public String countAndSay(int n) {
        String str = "1";
        for (int i = 1; i < n; i++) { // 由于循环从 1 开始，所以仅需解释 n-1 次即可
            StringBuilder ret = new StringBuilder();
            int len = str.length();

            //依次统计字符串中连续且相同的字符的个数
            for (int left = 0, right = 0; right < len; ) {
                while (right < len && str.charAt(left) == str.charAt(right)) right++;
                ret.append(right - left);
                ret.append(str.charAt(left));
                left = right; //  添加完之后，将 left 移动到 right 位置
            }
            str = ret.toString();
        }
        return str;
    }
}

5. 数青蛙

题目描述：

解法一：暴力实现

java 复制代码

// 解法一：模拟实现，适用于解决"蛙鸣 croak" 长度少的题目
class Solution1 {
    public int minNumberOfFrogs(String croakOfFrogs) {
        char[] chars = croakOfFrogs.toCharArray();
        int n = chars.length;
        int c, r, o, a, k;
        c = 0; r = 0; o = 0; a = 0; k = 0;
        int ret = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (chars[i] == 'c') {
                if (k > 0) k--;
                else ret++;
                c++;
            } else if (chars[i] == 'r') {
                c--; r++;
            } else if (chars[i] == 'o') {
                r--; o++;
            } else if (chars[i] == 'a') {
                o--; a++;
            } else if (chars[i] == 'k') {
                a--; k++;
            }
            if (c < 0 || r < 0 || o < 0 || a < 0) {
                return -1;
            }
        }
        if (c != 0 || r != 0 || o != 0 || a != 0) {
            return -1;
        }
        return ret;
    }
}

解法二：结合哈希表

算法思路：

当遇到 'r' 'o' 'a' 'k' 这四个字符的时候，去看看每个字符对应的前驱字符，有没有青蛙叫出来，若有，则让青蛙喊出当前字符，否则直接返回 -1

当遇到 'c' 这个字符时，去看看 'k' 这个字符有没有青蛙叫出来，若有，则让喊完 'k' 的青蛙来喊 'c'，否则重新搞一个青蛙来喊 'c'

总结：

当遇到 'r' 'o' 'a' 'k' 这四个字符的时候，找一下前驱字符是否在哈希表中

若存在，前驱个数--，当前字符++
若不在，返回-1

当遇到 'c' 字符，找最后一个字符是否在哈希表中存在

若存在，最后一个字符--，当前字符++
若不在，当前字符++

代码实现：

java 复制代码

//解法二：模拟，用哈希表实现，适用于类似的所有题目
class Solution {
    public int minNumberOfFrogs(String croakOfFrogs) {
        char[] chars = croakOfFrogs.toCharArray();
        String t = "croak";
        int n = t.length();
        int[] hash = new int[n];
        Map<Character, Integer> index = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            index.put(t.charAt(i), i);
        }
        for (char ch : chars) {
            if (ch == t.charAt(0)) {
                if (hash[n - 1] != 0) hash[n - 1]--;
                hash[0]++;
            } else {
                int i = index.get(ch);
                if (hash[i - 1] == 0) return -1;
                hash[i - 1]--; hash[i]++;
            }
        }
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            if (hash[i] != 0) return -1;
        }
        return hash[n - 1];
    }
}