算法刷题｜模拟思想高频题全解（Java版）
在算法面试与笔试中，模拟 是最直观、最容易上手的解题思想------题目怎么描述，代码就怎么实现。不需要复杂数据结构，不需要高深算法模板，只要严格还原题目流程，就能稳稳拿分。
一、什么是模拟算法？
模拟算法的核心：
严格按照题目要求，一步一步复现过程。
通用解题步骤：
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读懂题意，梳理操作流程
-
确定遍历顺序与边界条件
-
逐一遍历，按规则处理元素
-
处理特殊情况（首尾、空值、越界）
适用场景：字符串处理、游戏场景、时间计算、数列生成、流程类题目。
二、经典模拟题（Java 实现）
1. 替换所有的问号（1576. Easy）
题目 ：将字符串中的 ? 替换成小写字母，使结果没有连续重复字符。
思路：
遍历字符串，遇到 ? 就从 a-z 尝试替换，只要不和左右字符相同即可。
Java
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] == '?') {
// 从a到z试
for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++) {
boolean leftOk = (i == 0) || (ch != s[i - 1]);
boolean rightOk = (i == n - 1) || (ch != s[i + 1]);
if (leftOk && rightOk) {
s[i] = ch;
break;
}
}
}
}
return String.valueOf(s);
}
}2. 提莫攻击（495. Easy）
题目：提莫攻击中毒 duration 秒，重复攻击会重置时间，求总中毒秒数。
思路：
-
相邻攻击时间差 ≥ duration：加完整时间
-
否则加时间差
-
最后一次攻击一定能持续完整 duration
Java
class Solution {
public int findPoisonedDuration(int[] timeSeries, int duration) {
int res = 0;
for (int i = 1; i < timeSeries.length; i++) {
int diff = timeSeries[i] - timeSeries[i - 1];
res += Math.min(diff, duration);
}
// 最后一击
return res + duration;
}
}3. N 字形变换（6. Medium）
题目：把字符串按指定行数排成 N 字形，再按行读取。
思路：
找周期规律：
周期长度 = 2 * numRows - 2
-
第一行、最后一行：按周期取
-
中间行：每个周期取两个对称位置
Java
class Solution {
public String convert(String s, int numRows) {
if (numRows == 1) return s;
int n = s.length();
int cycle = 2 * numRows - 2;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 第一行
for (int i = 0; i < n; i += cycle) {
sb.append(s.charAt(i));
}
// 中间行
for (int k = 1; k < numRows - 1; k++) {
for (int i = k, j = cycle - k; i < n || j < n; i += cycle, j += cycle) {
if (i < n) sb.append(s.charAt(i));
if (j < n) sb.append(s.charAt(j));
}
}
// 最后一行
for (int i = numRows - 1; i < n; i += cycle) {
sb.append(s.charAt(i));
}
return sb.toString();
}
}4. 外观数列（38. Medium）
题目：
1 → 11 → 21 → 1211 → 111221
每一项是对前一项的描述。
思路：
双指针统计连续相同字符：个数 + 字符。
Java
class Solution {
public String countAndSay(int n) {
String res = "1";
// 迭代n-1次
for (int i = 1; i < n; i++) {
StringBuilder tmp = new StringBuilder();
int len = res.length();
int left = 0;
while (left < len) {
int right = left;
while (right < len && res.charAt(left) == res.charAt(right)) {
right++;
}
tmp.append(right - left).append(res.charAt(left));
left = right;
}
res = tmp.toString();
}
return res;
}
}5. 数青蛙（1419. Medium）
题目：
字符串由 croak 混合组成，求最少需要多少只青蛙，无效返回 -1。
思路：
-
青蛙必须按顺序：
c → r → o → a → k -
遇到
c：有叫完的青蛙就复用，没有就新增 -
遇到其他字符：必须有前驱，否则无效
-
最后非k阶段有剩余，说明不合法
Java
class Solution {
public int minNumberOfFrogs(String croakOfFrogs) {
String croak = "croak";
int n = croak.length();
int[] cnt = new int[n];
// 建立字符到下标的映射
int[] index = new int[128];
for (int i = 0; i < n; i++) {
index[croak.charAt(i)] = i;
}
for (char ch : croakOfFrogs.toCharArray()) {
int i = index[ch];
if (i == 0) { // c
if (cnt[4] > 0) cnt[4]--;
cnt[0]++;
} else {
if (cnt[i - 1] == 0) return -1;
cnt[i - 1]--;
cnt[i]++;
}
}
// 前面不能有剩余
for (int i = 0; i < 4; i++) {
if (cnt[i] != 0) return -1;
}
return cnt[4];
}
}三、模拟题刷题总结（必看）
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先画流程再写代码：把题目步骤写出来，代码逐行对应
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边界优先处理：首尾、空串、长度为1
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双指针是神器：统计连续字符、区间扫描
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场景题抓规则：提莫抓"重置"、数青蛙抓"顺序"
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Java 技巧：
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字符串转数组修改更方便
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StringBuilder高效拼接 -
数组模拟哈希比
Map更快
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