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Início / coding / Perguntas / 79058356
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CodeCrusader
CodeCrusader
Asked: 2024-10-06 12:22:44 +0800 CST2024-10-06 12:22:44 +0800 CST 2024-10-06 12:22:44 +0800 CST

Encontre o número de substrings válidas

  • 772

Dada uma sequência de comprimento n, quero calcular quantas subsequências são possíveis com as seguintes características:

a) o comprimento da substring é par b) existe um caractere nesta substring cuja frequência é igual à metade do comprimento da substring.

Exemplo s="idafddfii", saída = 13

Explicação:

As substrings válidas são: "id", "da", "af", "fd", "df", "fi", "dafd", "afdd", "fddf", "ddfi", "dfii", "idafdd", "dafddf"

restrições:

1 <= n <= 10 potência 5

s consiste apenas em alfabetos ingleses minúsculos

public class Main {

    public static long solve(String s) {
        int n = s.length();
        long result = 0;
    
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int[] freq = new int[26];
            for (int j = i; j < n; j++) {
                freq[s.charAt(j) - 'a']++;
                int len = j - i + 1;
                // Only check even-length substrings
                if (len % 2 == 0) {
                    if (isValid(freq, len)) {
                        result++;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
    
    private static boolean isValid(int[] freq, int len) {
        int half = len / 2;
        for (int count : freq) {
            if (count == half) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "aaaaid";
        String s2 = "aidfg";
        String s3 = "ababbab";
    
        System.out.println(solve(s1)); // Output: 3
        System.out.println(solve(s2)); // Output: 4
        System.out.println(solve(s3)); // Output: 8
    }

}

Meu código é executado em complexidade de tempo de O(n^2), quero reduzir essa complexidade de tempo. Qual é a abordagem correta para resolver isso em menos tempo?

Com base na resposta fornecida por @Unmitigated, tentei construir a frequência cumulativa de cada caractere assim, mas agora fiquei preso em como resolver o problema usando essa frequência cumulativa.

import java.util.*;
public class Main {

    public static int solve(String s) {
        int n = s.length();
        int result = 0;
        Map<Character, int[]> map = new HashMap<>();
        for(int i=0; i<n; i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            int[] cnt = map.getOrDefault(ch, new int[n]);
            cnt[i] += i == 0 ? 1 : cnt[i-1]+1;
            map.put(ch, cnt);
        }
        for(char c : map.keySet()) {
            System.out.println(c + ":" + Arrays.toString(map.get(c)));
        } 
        // what to do next
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String s = "idafddfii";
        int output = solve(s);
        System.out.println(output); // Output: 13
    }
}
java
  • 1 1 respostas
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1 respostas

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    Unmitigated
    2024-10-06T14:08:19+08:002024-10-06T14:08:19+08:00

    Ao iterar sobre a string, mantenha o controle da frequência cumulativa de cada caractere. Em cada índice r, para cada um dos 26 caracteres possíveis, estamos procurando um índice menor ltal que cnt[r] - cnt[l] = (r - l) / 2(onde cnt[i]denota a frequência cumulativa do caractere atual até o índice i). Como queremos trabalhar apenas com inteiros, reescrevemos isso como 2 * (cnt[r] - cnt[l]) = r - l. Isso reorganiza ainda mais para 2 * cnt[r] - r = 2 * cnt[l] - l. Portanto, podemos manter o controle da contagem de cada um 2 * cnt[i] - iem cada índice para cada caractere em um mapa e procurar o número de índices anteriores que têm o mesmo 2 * cnt[i] - iem cada iteração.

    Também temos que considerar strings que compreendem apenas dois caracteres de frequência igual, que precisam ser subtraídos para evitar contagem excessiva. Uma maneira de fazer isso é também manter as contagens de cnt[i] - ipara pares de caracteres em cada índice.

    A complexidade de tempo desta solução é O(26n) = O(n).

    Implementação de exemplo:

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static long solve(String s) {
        Map<Integer, Integer>[] lookup = new Map[26];
        Arrays.setAll(lookup, i -> new HashMap<>());
        record Pair(int a, int b) {}
        Map<Pair, Integer>[][] pairLookup = new Map[26][26];
        for (var row : pairLookup) Arrays.setAll(row, i -> new HashMap<>());
        var freq = new int[26];
        long result = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            int c = s.charAt(i) - 'a';
            for (int c2 = 0; c2 < 26; c2++) {
                lookup[c2].merge(2 * freq[c2] - i, 1, Integer::sum);
                if (c != c2) {
                    int minc = Math.min(c, c2), maxc = Math.max(c, c2);
                    pairLookup[minc][maxc].merge(new Pair(2 * freq[minc] - i, 2 * freq[maxc] - i), 1, Integer::sum);
                }
            }
            ++freq[c];
            for (int c2 = 0; c2 < 26; c2++) {
                result += lookup[c2].getOrDefault(2 * freq[c2] - i - 1, 0);
                if (c != c2) {
                    int minc = Math.min(c, c2), maxc = Math.max(c, c2);
                    result -= pairLookup[minc][maxc]
                            .getOrDefault(new Pair(2 * freq[minc] - i - 1, 2 * freq[maxc] - i - 1), 0);
                }
            }
        }
        return result;
    }
    
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