代码训练(4)LeetCode之字母异位词
Author: Once Day Date: 2024年3月6日
漫漫长路，才刚刚开始…
全系列文章可参考专栏: 十年代码训练_Once-Day的博客-CSDN博客
参考文章:
- 242. 有效的字母异位词 - 力扣（LeetCode）
- 力扣 (LeetCode) 全球极客挚爱的技术成长平台
文章目录
1. 原题
例如对于car和raw，就不是字母异位词，因为c和w没有对上。
2. 分析
该问题是一个简单的编程题目，用C语言来实现，只要要求性能较高(速度90%)，一般不浪费内存即可。
题目要求我们编写一个函数，这个函数需要判断两个字符串 s 和 t 是否是字母异位词。如果一个字符串的字母重新排列后能够得到另一个字符串，那么这两个字符串互为字母异位词。换句话说，两个字符串有相同的字母和相同数量的每个字母。
解决这个问题，核心思路是检查两个字符串中每个字母的数量是否完全相同。
- 哈希表法：我们可以使用一个哈希表(或称为字典)来记录字符串
s中每个字符出现的次数，然后遍历字符串t，减少哈希表中对应字符的计数。如果最后哈希表中所有字符的计数都是零，则说明t是s的字母异位词。 - 数组法：由于题目只提到了字母，我们可以假设输入是 ASCII 字符串，因此可以使用一个大小为 26 的整数数组来代替哈希表。数组的每个位置对应一个字母，值为该字母在字符串
s中出现的次数。这种方法在空间上更加高效，因为它不需要额外的哈希表结构。 - 排序法：将两个字符串分别排序，如果它们相等，则它们是字母异位词。
如果题目支持大量字符(比如宽字符unicode字符)，那么Hash方法更合适。
这里只考虑26个字母，使用数组法解决效率更高，如下：
- 如果
s和t的长度不同，则它们不能是字母异位词，返回false。 - 创建一个大小为 26 的整数数组来存储每个字母的频率。
- 遍历字符串
s，对于每个字符c，在数组中c - 'a'的位置增加 1。 - 遍历字符串
t，对于每个字符c，在数组中c - 'a'的位置减少 1。 - 遍历整数数组，如果所有位置的值都是 0，则返回
true；否则，返回false。
假设我们有两个字符串 s = "anagram" 和 t = "nagaram"。
- 两个字符串长度相同，继续。
- 创建频率数组
freq[26]。 - 遍历
s，更新频率数组：freq['a' - 'a'] = 3, freq['n' - 'a'] = 1, 等等。 - 遍历
t，更新频率数组：每个对应字符的频率减 1。 - 最后检查频率数组，所有值都是 0，所以
t是s的字母异位词。
性能优化关键点
-
执行速度：直接使用长度为 26 的数组来存储每个字母频率是相当快的操作，因为数组的访问时间是常数时间。
-
内存使用：使用静态大小的数组，而不是动态数据结构如哈希表，可以减少内存开销。
3. 代码实现
bool isAnagram(char* s, char* t) {
int16_t s1[26] = {0};
while (*s != '\0') {
s1[*s - 'a']++;
s++;
}
while (*t != '\0') {
if (--s1[*t - 'a'] < 0) {
return false;
}
t++;
}
for (int i = 0; i < 26; i++) {
if (s1[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
这段代码定义了一个函数 isAnagram，它用来检测两个输入的字符串 s 和 t 是否为字母异位词。字母异位词是指由相同的字母以不同的顺序组成的单词或短语。
函数的工作原理如下：
- 定义并初始化一个整型数组
s1用于计数26个英文字母在字符串s中出现的次数。数组的每个索引对应一个字母（0索引对应 ‘a’，1索引对应 ‘b’，以此类推）。 - 第一个
while循环遍历字符串s，通过递增s1数组相应的计数器来记录每个字母出现的次数。 - 第二个
while循环遍历字符串t，同时递减s1数组中相应字母的计数器。如果某个字母的计数器在递减前已经是0或在递减后变为负数，这意味着字符串t中这个字母出现的次数多于字符串s中的次数，或者字符串s中没有这个字母，因此可以判断两个字符串不是字母异位词，函数返回false。 - 第三个
for循环检查s1数组中的计数器是否都回到了0。如果有任何计数器的值不为0，这意味着字符串s中有字母没有在字符串t中出现相同的次数，或字符串t较短而未能消除s中的某些字母计数，因此两个字符串也不是字母异位词，函数同样返回false。 - 如果所有的计数器最终都是0，这意味着两个字符串有相同的字母和相同的字母出现次数，函数返回
true，表示字符串s和t是字母异位词。
运行截图如下所示，可以看到运行效率和内存使用还是非常好的，这里有个注意点，C语言strlen函数开销很大，不能频繁调用，这和Python等动态语言是完全不同的。
4. 总结
这个题目考查了对字符串的基本操作，以及对哈希表和数组数据结构的理解和应用。为了提升解决此类问题的能力，可以加强对数据结构的学习和实践，特别是了解如何根据不同的问题选择合适的数据结构来优化性能。此外，对字符串的常见操作如遍历、比较、哈希编码等的掌握也是非常关键的。
理解和应用。为了提升解决此类问题的能力，可以加强对数据结构的学习和实践，特别是了解如何根据不同的问题选择合适的数据结构来优化性能。此外，对字符串的常见操作如遍历、比较、哈希编码等的掌握也是非常关键的。
Once Day
也信美人终作土，不堪幽梦太匆匆......
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