[LeetCode] Number of Matching Subsequences 匹配的子序列的个数

Given string S and a dictionary of words words, find the number of words[i] that is a subsequence of S.

Example :
Input: 
S = "abcde"
words = ["a", "bb", "acd", "ace"]
Output: 3
Explanation: There are three words in words that are a subsequence of S: "a", "acd", "ace".

Note:

  • All words in words and S will only consists of lowercase letters.
  • The length of S will be in the range of [1, 50000].
  • The length of words will be in the range of [1, 5000].
  • The length of words[i] will be in the range of [1, 50].

这道题给了我们一个字符串S,又给了一个单词数组,问我们数组有多少个单词是字符串S的子序列。注意这里是子序列,而不是子串,子序列并不需要连续。那么只要我们知道如何验证一个子序列的方法,那么就可以先尝试暴力搜索法,就是对数组中的每个单词都验证一下是否是字符串S的子序列。验证子序列的方法就是用两个指针,对于子序列的每个一个字符,都需要在母字符中找到相同的,在母字符串所有字符串遍历完之后或之前,只要子序列中的每个字符都在母字符串中按顺序找到了,那么就验证成功了。很不幸,这种暴力搜索的方法在C++的解法版本中会TLE,貌似Java版本的可以通过,感觉C++被dis了诶~ However,我们可以进行优化呀,在暴力搜索的基础上稍作些优化,就可以骗过OJ啦。下面这种优化的motivation是由于看了使暴力搜索跪了的那个test case,其实是words数组里有大量相同的单词,而且字符串S巨长无比,那么为了避免相同的单词被不停的重复检验,我们用两个HashSet来记录验证过的单词,为啥要用两个呢?因为验证的结果有两种,要么通过,要么失败,我们要分别存在两个HashSet中,这样再遇到每种情况的单词时,我们就知道要不要结果增1了。如果单词没有验证过的话,那么我们就用双指针的方法进行验证,然后根据结果的不同,存到相应的HashSet中去,参见代码如下:

解法一:

class Solution {
public:
    int numMatchingSubseq(string S, vector<string>& words) {
        int res = 0, n = S.size();
        unordered_set<string> pass, out;
        for (string word : words) {
            if (pass.count(word) || out.count(word)) {
                if (pass.count(word)) ++res; 
                continue;
            }
            int i = 0, j = 0, m = word.size();
            while (i < n && j < m) {
                if (word[j] == S[i]) ++j;
                ++i;
            }
            if (j == m) {++res; pass.insert(word);}
            else out.insert(word);
        }
        return res;
    }
};

上面的解法已经优化的不错了,但是我们还有更叼的方法。这种解法按照每个单词的首字符进行群组,群组里面保存的是一个pair对,由当前字母和下一个位置组成的。然后在遍历字符串S的时候,根据当前遍历到的字母,进入该字母对应的群组中处理,如果群组中某个pair的下一个位置已经等于单词长度了,说明该单词已经验证完成,是子序列,结果自增1;否则的话就将下一个位置的字母提取出来,然后将pair中的下一个位置自增1后组成的新pair加入之前提取出的字母对应的群组中。是不是读到这里已然懵逼了,没关系,博主会举栗子来说明的,就拿题目中的那个例子来说吧:

S = "abcde"

words = ["a", "bb", "acd", "ace"]

那么首先我们将words数组中的单词按照其首字母的不同放入对应的群组中,得到:

a -> {0, 1}, {2, 1}, {3, 1}

b -> {1, 1}

这里,每个pair的第一个数字是该单词在words中的位置,第二个数字是下一个字母的位置。比如 {0, 1} 表示 "a" 在words数组中位置为0,且下一个位置为1(因为当前位置是首字母)。{2, 1} 表示 "acd" 在words数组中位置为2,且下一个位置为1。{3, 1} 表示 "ace" 在words数组中位置为3,且下一个位置为1。{1, 1} 表示 "bb" 在words数组中位置为1,且下一个位置为1。

好,下面我们来遍历字符串S,第一个遇到的字母是 'a'。

那么我们群组中a对应了三个pair,将其提取出来分别进行操作。首先处理 {0, 1},此时我们发现下一个位置为1,和单词"a"的长度相同了,说明是子序列,结果res自增1。然后处理 {2, 1},在"acd"中取下一个位置1的字母为'c',则将下一位置自增1后的新pair {2, 2} 加入c对应的群组。然后处理 {3, 1},在"ace"中取下一个位置1的字母为'c',则将下一位置自增1后的新pair {3, 2} 加入c对应的群组。则此时的群组为:

b -> {1, 1}

c -> {2, 2}, {3, 2}

好,继续来遍历字符串S,第二个遇到的字母是 'b'。

那么我们群组中b对应了一个pair,处理 {1, 1},在"bb"中取下一个位置1的字母为'b',则将下一位置自增1后的新pair {1, 2} 加入b对应的群组。则此时的群组为:

b -> {1, 2}

c -> {2, 2}, {3, 2}

好,继续来遍历字符串S,第三个遇到的字母是 'c'。

那么我们群组中c对应了两个pair,将其提取出来分别进行操作。首先处理 {2, 2},在"ace"中取下一个位置2的字母为'e',则将下一位置自增1后的新pair {2, 3} 加入e对应的群组。然后处理 {3, 2},在"acd"中取下一个位置2的字母为'd',则将下一位置自增1后的新pair {3, 3} 加入d对应的群组。则此时的群组为:

b -> {1, 2}

d -> {3, 3}

e -> {2, 3}

好,继续来遍历字符串S,第四个遇到的字母是 'd'。

那么我们群组中d对应了一个pair,处理 {3, 3},此时我们发现下一个位置为3,和单词"acd"的长度相同了,说明是子序列,结果res自增1。则此时的群组为:

b -> {1, 2}

e -> {2, 3}

好,继续来遍历字符串S,第五个遇到的字母是 'e'。

那么我们群组中e对应了一个pair,处理 {2, 3},此时我们发现下一个位置为3,和单词"ace"的长度相同了,说明是子序列,结果res自增1。则此时的群组为:

b -> {1, 2}

此时S已经遍历完了,已经没有b了,说明"bb"不是子序列,这make sense,返回结果res即可,参见代码如下:

解法二:

class Solution {
public:
    int numMatchingSubseq(string S, vector<string>& words) {
        vector<pair<int, int>> all[128];
        int res = 0, n = words.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            all[words[i][0]].emplace_back(i, 1);
        }
        for (char c : S) {
            auto vect = all[c];
            all[c].clear();
            for (auto it : vect) {
                if (it.second == words[it.first].size()) ++res;
                else all[words[it.first][it.second++]].push_back(it);
            }
        }
        return res;
    }
};

类似题目:

Is Subsequence

参考资料:

https://leetcode.com/problems/number-of-matching-subsequences/solution/

https://leetcode.com/problems/number-of-matching-subsequences/discuss/117634/Efficient-and-simple-go-through-words-in-parallel-with-explanation

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原文地址:https://www.cnblogs.com/grandyang/p/9201323.html