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    小明思考

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    2013年5月22日

    Problem

    Given a string s1, we may represent it as a binary tree by partitioning it to two non-empty substrings recursively.
    Below is one possible representation of s1 = "great":
        great
       /    \
      gr    eat
     / \    /  \
    g   r  e   at
               / \
              a   t
    To scramble the string, we may choose any non-leaf node and swap its two children.
    For example, if we choose the node "gr" and swap its two children, it produces a scrambled string "rgeat".
        rgeat
       /    \
      rg    eat
     / \    /  \
    r   g  e   at
               / \
              a   t
    We say that "rgeat" is a scrambled string of "great".
    Similarly, if we continue to swap the children of nodes "eat" and "at", it produces a scrambled string "rgtae".
        rgtae
       /    \
      rg    tae
     / \    /  \
    r   g  ta  e
           / \
          t   a
    We say that "rgtae" is a scrambled string of "great".
    Given two strings s1 and s2 of the same length, determine if s2 is a scrambled string of s1.

     


    分析:

    這個問題是google的面試題。由于一個字符串有很多種二叉表示法,貌似很難判斷兩個字符串是否可以做這樣的變換。
    對付復雜問題的方法是從簡單的特例來思考,從而找出規(guī)律。
    先考察簡單情況:
    字符串長度為1:很明顯,兩個字符串必須完全相同才可以。
    字符串長度為2:當s1="ab", s2只有"ab"或者"ba"才可以。
    對于任意長度的字符串,我們可以把字符串s1分為a1,b1兩個部分,s2分為a2,b2兩個部分,滿足((a1~a2) && (b1~b2))或者 ((a1~b2) && (a1~b2))

    如此,我們找到了解決問題的思路。首先我們嘗試用遞歸來寫。


    解法一(遞歸)

    兩個字符串的相似的必備條件是含有相同的字符集。簡單的做法是把兩個字符串的字符排序后,然后比較是否相同。
    加上這個檢查就可以大大的減少遞歸次數(shù)。
    代碼如下:
    public boolean isScramble(String s1, String s2) {
            int l1 = s1.length();
            int l2 = s2.length();
            if(l1!=l2){
                return false;
            }
            if(l1==0){
                return true;
            }
            
            char[] c1 = s1.toCharArray();
            char[] c2 = s2.toCharArray();
            if(l1==1){
                return c1[0]==c2[0];
            }
            Arrays.sort(c1);
            Arrays.sort(c2);
            for(int i=0;i<l1;++i){
                if(c1[i]!=c2[i]){
                    return false;
                }
            }
            
            boolean result = false;
            for(int i=1;i<l1 && !result;++i){
                String s11 = s1.substring(0,i);
                String s12 = s1.substring(i);
                String s21 = s2.substring(0,i);
                String s22 = s2.substring(i);
                result = isScramble(s11,s21) && isScramble(s12,s22);
                if(!result){
                    String s31 = s2.substring(0,l1-i);
                    String s32 = s2.substring(l1-i);
                    result = isScramble(s11,s32) && isScramble(s12,s31);
                }
            }
            
            return result;
        }

    解法二(動態(tài)規(guī)劃)
    減少重復計算的方法就是動態(tài)規(guī)劃。動態(tài)規(guī)劃是一種神奇的算法技術,不親自去寫,是很難完全掌握動態(tài)規(guī)劃的。

    這里我使用了一個三維數(shù)組boolean result[len][len][len],其中第一維為子串的長度,第二維為s1的起始索引,第三維為s2的起始索引。
    result[k][i][j]表示s1[i...i+k]是否可以由s2[j...j+k]變化得來。

    代碼如下,非常簡潔優(yōu)美:

    public class Solution {
        public boolean isScramble(String s1, String s2) {
            int len = s1.length();
            if(len!=s2.length()){
                return false;
            }
            if(len==0){
                return true;
            }
            
            char[] c1 = s1.toCharArray();
            char[] c2 = s2.toCharArray();
            
            boolean[][][] result = new boolean[len][len][len];
            for(int i=0;i<len;++i){
                for(int j=0;j<len;++j){
                    result[0][i][j] = (c1[i]==c2[j]);
                }
            }
            
            for(int k=2;k<=len;++k){
                for(int i=len-k;i>=0;--i){
                  for(int j=len-k;j>=0;--j){
                      boolean r = false;
                      for(int m=1;m<k && !r;++m){
                          r = (result[m-1][i][j] && result[k-m-1][i+m][j+m]) || (result[m-1][i][j+k-m] && result[k-m-1][i+m][j]);
                      }
                      result[k-1][i][j] = r;
                  }
                }
            }
            
            return result[len-1][0][0];
        }
    }

    posted @ 2013-05-22 22:25 小明 閱讀(6133) | 評論 (0)編輯 收藏

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