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java - 如何在给定文本中找到给定单词的所有排列?

coder 2024-03-09 原文

这是一道面试题(电话屏幕):编写一个函数(用 Java)查找给定文本中出现的给定单词的所有排列。例如,对于单词 abc 和文本 abcxyaxbcayxycab,该函数应返回 abc, bca, cab

我会这样回答这个问题:

  • 显然,我可以遍历给定单词的所有排列并使用标准的 substring 函数。然而,编写代码来生成所有单词排列可能很困难(对我来说现在)。

  • 遍历单词大小的所有文本子字符串,对每个子字符串进行排序并将其与“已排序”的给定单词进行比较会更容易。我可以立即编写这样的函数。

  • 我可能会修改一些子字符串搜索算法,但我现在不记得这些算法了。

你会如何回答这个问题?

最佳答案

这可能不是算法上最有效的解决方案,但从类设计的角度来看它是干净的。该解决方案采用比较“已排序”给定单词的方法。

我们可以说一个单词是另一个单词的排列,如果它包含相同数字的相同字母。这意味着您可以将 String 中的单词转换为到 Map<Character,Integer> .这种转换的复杂度为 O(n),其中 n 是 String 的长度。 ,假设在您的 Map 中插入实现成本 O(1)。

Map将包含在单词中找到的所有字符作为键,并将字符的频率作为值。

示例abbc 转换为 [a->1, b->2, c->1]

bacb 转换为 [a->1, b->2, c->1]

因此,如果您必须知道两个词是否是另一个词的排列,您可以将它们都转换为映射,然后调用 Map.equals .

然后您必须遍历文本字符串并将转换应用于与您要查找的单词长度相同的所有子字符串。

Inerdial 提出的改进

可以通过以“滚动”方式更新 map 来改进此方法。

即如果您在索引 i=3 处匹配在 OP 的示例 haystack 中(子字符串 xya ), map 将为 [a->1, x->1, y->1] .在干草堆中前进时,减少 haystack[i] 的字符数,并增加 haystack[i+needle.length()] 的计数.

(删除零以确保 Map.equals() 有效,或者只是实现自定义比较。)

Max 提出的改进

如果我们也引入 matchedCharactersCnt 会怎么样?多变的?在干草堆的开头它将是 0 .每次您将 map 更改为所需的值时 - 您都会增加变量。每次您将其更改为远离所需值时 - 您都会减少变量。每次迭代检查变量是否等于针的长度。如果是 - 你找到了匹配项。这比每次都比较完整的 map 要快。

Max提供的伪代码:

needle = "abbc"
text = "abbcbbabbcaabbca"

needleSize = needle.length()
//Map of needle character counts
targetMap = [a->1, b->2, c->1]

matchedLength = 0
curMap = [a->0, b->0, c->0]
//Initial map initialization
for (int i=0;i<needle.length();i++) {
    if (curMap.contains(haystack[i])) {
        matchedLength++
        curMap[haystack[i]]++
    }
}

if (matchedLength == needleSize) {
    System.out.println("Match found at: 0");
}

//Search itself
for (int i=0;i<haystack.length()-needle.length();i++) {
    int targetValue1 = targetMap[haystack[i]]; //Reading from hashmap, O(1)
    int curValue1 = curMap[haystack[i]]; //Another read
    //If we are removing beneficial character
    if (targetValue1 > 0 && curValue1 > 0 && curValue1 <= targetValue1) {       
        matchedLength--;
    }
    curMap[haystack[i]] = curValue1 + 1; //Write to hashmap, O(1)


    int targetValue2 = targetMap[haystack[i+needle.length()]] //Read
    int curValue2 = curMap[haystack[i+needle.length()]] //Read
    //We are adding a beneficial character
    if (targetValue2 > 0 && curValue2 < targetValue2) { //If we don't need this letter at all, the amount of matched letters decreases
        matchedLength++;
    }
    curMap[haystack[i+needle.length()]] = curValue2 + 1; //Write

    if (matchedLength == needleSize) {
        System.out.println("Match found at: "+(i+1));
    }
}

//Basically with 4 reads and 2 writes which are 
//independent of the size of the needle,
//we get to the maximal possible performance: O(n)

关于java - 如何在给定文本中找到给定单词的所有排列?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/10727118/

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