文章目录
- 一、模拟类算法题的特征
- 二、习题解析
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- [1. Z 字形变换](#1. Z 字形变换)
- [2. 外观数列](#2. 外观数列)
- [3. 数青蛙（hard）](#3. 数青蛙（hard）)
一、模拟类算法题的特征
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题目描述直观
模拟题通常直接描述一个现实场景 或 规则系统，要求用代码还原过程。 例如棋类游戏规则、物理运动轨迹、自动机行为等。 -
流程明确
题目会给出明确的步骤或状态转移规则，例如：
（1）每一步如何更新数据
（2）终止条件是什么
（3）输入输出格式固定
-
边界条件多
需要处理大量特殊情况，例如：
（1）数值溢出
（2）初始状态和终止状态
（3）无效输入的处理
二、习题解析
1. Z 字形变换
- 题目描述：
将一个给定字符串 s 根据给定的行数 numRows ，以从上往下、从左到右进行 Z 字形排列。
比如输入字符串为 "PAYPALISHIRING" 行数为 3 时，排列如下：
bash
P A H N
A P L S I I G
Y I R之后，你的输出需要从左往右逐行读取，产生出一个新的字符串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。
请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：
bash
string convert(string s, int numRows);示例 1：
输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出："PAHNAPLSIIGYIR"
示例 2：输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出："PINALSIGYAHRPI"
解释：
bashP I N A L S I G Y A H R P I
示例 3：
- 输入：s = "A", numRows = 1
- 输出："A"
- 示例演示：
cpp
class Solution {
public:
string convert(string s, int numRows) {
if(numRows == 1) // 特殊情况处理
return s;
int cvt = 2*numRows - 2;
string tmp;
for(int row = 0;row < numRows;row++)
{
if((row == 0) || (row == numRows - 1)) // 处理第一行 和 末尾行的情况
{
for(int i = row;i < s.size();i += cvt)
{
tmp += s[i];
}
}
else // 处理中间行的情况
{
if(row < s.size() && numRows > 2)
tmp += s[row];
int i = cvt;
for(;i < s.size();i += cvt)
{
tmp += s[i-row];
if(i + row < s.size())
tmp += s[i+row];
}
if(i-row < s.size())
tmp += s[i-row];
}
}
return tmp;
}
};2. 外观数列
- 题目描述：
「外观数列」是一个数位字符串序列，由递归公式定义：
- countAndSay(1) = "1"
- countAndSay(n) 是 countAndSay(n-1) 的行程长度编码。
行程长度编码（RLE）是一种字符串压缩方法，其工作原理是通过将连续相同字符（重复两次或更多次）替换为字符重复次数（运行长度）和字符的串联。
例如，要压缩字符串 "3322251" ，我们将 "33" 用 "23" 替换，将 "222" 用 "32" 替换，将 "5" 用 "15" 替换并将 "1" 用 "11" 替换。因此压缩后字符串变为 "23321511"。
给定一个整数 n ，返回 外观数列 的第 n 个元素。
示例 1：
输入：n = 4
输出："1211"
解释：
countAndSay(1) = "1"
countAndSay(2) = "1" 的行程长度编码 = "11"
countAndSay(3) = "11" 的行程长度编码 = "21"
countAndSay(4) = "21" 的行程长度编码 = "1211"
示例 2：输入：n = 1
输出："1"
解释： 这是基本情况。
提示：
- 1 <= n <= 30
- 示例演示：
cpp
class Solution {
public:
string countAndSay(int n)
{
string count_str = "1";
while(n > 1) // 迭代 n 轮生成第 n 个外观数列
{
string temp;
// 使用双指针统计连续且相同的字符个数
int left = 0, right = 1;
while(right < count_str.size())
{
if(count_str[left] != count_str[right])
{
temp += right - left + '0';
temp += count_str[left];
left = right;
}
right++;
}
temp += right - left + '0';
temp += count_str[left];
count_str = temp;
n--;
}
return count_str;
}
};3. 数青蛙（hard）
- 题目描述：
给你一个字符串 croakOfFrogs，它表示不同青蛙发出的蛙鸣声（字符串 "croak" ）的组合。由于同一时间可以有多只青蛙呱呱作响，所以 croakOfFrogs 中会混合多个 "croak" 。
请你返回模拟字符串中所有蛙鸣所需不同青蛙的最少数目。
要想发出蛙鸣 "croak"，青蛙必须 依序 输出 'c', 'r', 'o', 'a', 'k' 这 5 个字母。如果没有输出全部五个字母，那么它就不会发出声音。如果字符串 croakOfFrogs 不是由若干有效的 "croak" 字符混合而成，请返回 -1 。
示例 1：
输入：croakOfFrogs = "croakcroak"
输出：1
解释：一只青蛙 "呱呱" 两次
示例 2：输入：croakOfFrogs = "crcoakroak"
输出：2
解释：最少需要两只青蛙，"呱呱" 声用黄色标注 第一只青蛙 "crcoakroak" 第二只青蛙 "crcoakroak"
示例 3：输入：croakOfFrogs = "croakcrook"
输出：-1
解释：给出的字符串不是 "croak" 的有效组合。
提示：1 <= croakOfFrogs.length <= 10^5
字符串中的字符只有 'c', 'r', 'o', 'a' 或者 'k'
- 代码演示：
cpp
class Solution {
public:
int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs)
{
if(croakOfFrogs.size() % 5 != 0)
return -1;
unordered_map<char, int> hash; // 创建哈希表
hash['c'] = 0;
hash['r'] = 0;
hash['o'] = 0;
hash['a'] = 0;
hash['k'] = 0;
for(auto it : croakOfFrogs)
{
if(it == 'c')
{
if(hash['k'] > 0)
hash['k']--;
hash['c'] += 1;
}
if(it == 'r')
{
if(hash['c'] > 0)
{
hash['c']--;
hash['r'] += 1;
}
else
return -1;
}
if(it == 'o')
{
if(hash['r'] > 0)
{
hash['r']--;
hash['o'] += 1;
}
else
return -1;
}
if(it == 'a')
{
if(hash['o'] > 0)
{
hash['o']--;
hash['a'] += 1;
}
else
return -1;
}
if(it == 'k')
{
if(hash['a'] > 0)
{
hash['a']--;
hash['k'] += 1;
}
else
return -1;
}
}
for(auto it : "croa") // 检查哈希表其它位置是否大于0
{
if(hash[it] > 0)
return -1;
}
return hash['k']; // 返回哈希表中 'k' 字符位置的个数
}
};