變位詞

問(wèn)題簡(jiǎn)述

“變位詞”判斷問(wèn)題：所謂 "變位詞" 是指兩個(gè)詞之間存在組成字母的重新排列關(guān)系，例如 Heart 和 Earth，python 和 typhon，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)參與判斷的兩個(gè)詞僅由小寫(xiě)字母組成，而且長(zhǎng)度相等

解題目標(biāo)

? 寫(xiě)一個(gè) bool 函數(shù)，以?xún)蓚€(gè)詞作為參數(shù)，返回這兩個(gè)詞是否為變位詞

意義

? 用于展示解決統(tǒng)一問(wèn)題的不同數(shù)量級(jí)的算法的差距

解法一：逐字檢查

? 假設(shè)要檢查的字符串記為 A 和 B，一個(gè)很顯然的思路是把 A 中的每一個(gè)字符都到 B 中去檢查看是否存在，如果存在就“打勾”(以防重復(fù)檢查)，如果每個(gè)字符都能找到，則兩個(gè)詞是變位詞，但凡有 1 個(gè)字符找不到，就不是變位詞

? 思路很簡(jiǎn)單，但這里面有個(gè)小細(xì)節(jié)：應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)“打勾”呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，只需要給抹掉，下一次就不會(huì)再檢索到它了，然而字符串并非可變類(lèi)型，所以我們需要 list 來(lái)做中轉(zhuǎn)，下面給出具體實(shí)現(xiàn)和詳細(xì)注釋：def anagramSolution(s1,s2):

s_list = list(s2) # 將第二個(gè)字符串轉(zhuǎn)為可變類(lèi)型list

pos1 = 0 # 用來(lái)遍歷第一個(gè)字符串的指針

stillOk = True # 只要有一個(gè)沒(méi)找到，就不是變位詞

while pos1 < len(s1) and stillOk: # 因?yàn)閟1和s2的長(zhǎng)度一定是一樣的，所以直接遍歷s1

pos2 = 0 #遍歷第二個(gè)列表字符串的指針

found = False # 一開(kāi)始當(dāng)然是什么都沒(méi)有找到

while pos2 < len(s_list) and not found: # 拿著s1的第一個(gè)元素檢查s2中的每一個(gè)

if s1[pos1] == s_list[pos2]: #如果發(fā)現(xiàn)一樣的元素

found = True #說(shuō)明找到了一個(gè)

else: # 如果沒(méi)找到

pos2 = pos2 + 1 # 看下一個(gè)

if found: # 如果找到了

s_list[pos2] = None # 抹掉

else: # 但凡有一個(gè)沒(méi)找到

stillOk = False # 就不需要繼續(xù)了

pos1 = pos1 + 1 # 取出s1中的下一個(gè)元素繼續(xù)檢查s2

return stillOk # 返回結(jié)果

解法一：算法分析

問(wèn)題的規(guī)模：

? 詞中包含的字符個(gè)數(shù) n

最耗時(shí)的部分：

? 兩重循環(huán)，這里不給出推導(dǎo)過(guò)程，數(shù)量級(jí)為 n 的平方

解法二：排序比較

? 首先將兩個(gè)字符串都按照字母順序排好序，只要構(gòu)成元素相同，最后排完序的結(jié)果一定也是相同的，我們只需要檢查兩個(gè)字符串是否相同就可以了，相同則是變位詞，不相同則不是變位詞

? 如何排序？這里我們直接引用 python 中 list 提供的方法sort直接進(jìn)行排序，它可以直接修改原有的 list

? 我們來(lái)看具體實(shí)現(xiàn)，仍然比較簡(jiǎn)單：def anagramSolution(s1,s2):

alist1 = list(s1)

alist2 = list(s2) #先把兩個(gè)字符串都轉(zhuǎn)化為list

match = True # 用來(lái)檢查兩個(gè)list是否相同

pos = 0 # 同步檢測(cè)兩個(gè)list的對(duì)應(yīng)位置

alist1.sort()

alist2.sort() # 為兩個(gè)列表排好序

while pos < len(alist1) and match: # 這一段是檢查兩個(gè)列表是否完全相同

if alist1[pos] == alist2[pos]:

pos = pos + 1

else: # 只要有一個(gè)不相同

match = False # 就是不匹配

return match

解法二：算法分析

? 可以看到，改進(jìn)過(guò)的算法比原有的方法簡(jiǎn)潔的多, 那么時(shí)間復(fù)雜度如何呢？

復(fù)雜度分析

? 粗看過(guò)去，改進(jìn)過(guò)的算法似乎只有一個(gè)循環(huán)，最多執(zhí)行 n 次

? 但是，在循環(huán)之前的兩個(gè) sort并非沒(méi)有任何代價(jià)，它的運(yùn)行時(shí)間數(shù)量級(jí)約為 n 倍的 log n，大于循環(huán)所執(zhí)行的 n

? 因此，本算法中最耗時(shí)的部分應(yīng)為排序過(guò)程，時(shí)間復(fù)雜度為 n log n

解法三：計(jì)數(shù)比較

? 對(duì)比兩個(gè)詞中每個(gè)字母出現(xiàn)的次數(shù)，如果 26 個(gè)字母出現(xiàn)的次數(shù)都相同的話(huà)，這兩個(gè)字符串一定是變位詞

? 為每個(gè)詞設(shè)置一個(gè) 26 位的計(jì)數(shù)器，先檢查每個(gè)詞，在計(jì)數(shù)器中設(shè)定好每個(gè)字母出現(xiàn)的次數(shù)

? 計(jì)數(shù)器完成后，進(jìn)入比較階段，看兩個(gè)字符串的計(jì)數(shù)器是否相同，如果相同則輸出是變位詞的結(jié)論

? 下面給出代碼演示：def anagramSolution(s1,s2):

c1 = [0]*26

c2 = [0]*26 #分別設(shè)置計(jì)數(shù)器

for i in range(len(s1)):

pos = ord(s1[i])-ord('a') # ord表示轉(zhuǎn)化為編碼，來(lái)計(jì)算出在計(jì)數(shù)器中的偏移位置

c1[pos] = c1[pos] + 1 #對(duì)應(yīng)位置計(jì)數(shù)器累加

for i in range(len(s2)): # 對(duì)另一個(gè)也做相同的操作

pos = ord(s2[i])-ord('a')

c2[pos] = c2[pos]+1

j = 0 # 從這里開(kāi)始比較兩個(gè)計(jì)數(shù)器是否相同，和上面的解法一樣

stillOk = True

while j < 26 and stillOk:

if c1[j] == c2[j]:

j = j + 1

else:

stillOk = False

return stillOk

解法三：算法分析

? 雖然看起來(lái)有三個(gè)循環(huán)，但可以發(fā)現(xiàn)并非嵌套的循環(huán)，最后一次循環(huán)是比較計(jì)數(shù)器，其時(shí)間是固定的，所以算法復(fù)雜度是 2n + 26，其數(shù)量級(jí)為 n，是三個(gè)算法中性能最好的

小結(jié)

? 解決相同問(wèn)題時(shí)合理的算法優(yōu)化可以顯著提高性能

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浙大python判断两个字符串是否为变位词_python数据结构与算法 变位词的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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