leetcode187. Repeated DNA Sequences

题目要求

All DNA is composed of a series of nucleotides abbreviated as A, C, G, and T, for example: "ACGAATTCCG". 
When studying DNA, it is sometimes useful to identify repeated sequences within the DNA.

Write a function to find all the 10-letter-long sequences (substrings) that occur more than once in a DNA molecule.

For example,
Given s = "AAAAACCCCCAAAAACCCCCCAAAAAGGGTTT",

Return:
["AAAAACCCCC", "CCCCCAAAAA"].

所有的DNA都是有A,C,G,T这四个字母组成的,比如“ACGAATTCCG”。在研究DNA的时候,从DNA序列中找到重复出现的模式是很有用的。这个问题要求我们在一个DNA序列中找到出现超过两次的长度为10的子序列。

比如,假设DNA序列为AAAAACCCCCAAAAACCCCCCAAAAAGGGTTT,那么找到的满足条件的子序列为["AAAAACCCCC", "CCCCCAAAAA"]

思路一:直接比较String

其实,我们只需要找到所有的长度为10的子序列并且判断这些子序列是否存在重复就可以了。如果不考虑生成子字符串的过程,那么这个算法只需要遍历一次字符串就可以完成了。
代码如下:

    public List findRepeatedDnaSequences(String s) {
        //记录不是第一次遍历到的结果
        Set result = new HashSet();
        //记录第一次遍历到的结果
        Set visited = new HashSet();
        for(int i = 0 ; i(result);
    }

思路二:将String转化为Integer

上一题的思路其实基本没有问题,唯一的缺点是,一个长度为n的字符串能够产生n-9个长度为10的子字符串。这n-9个子字符串所占用的空间将会远远超过n-9个整数所占用的空间。如果之间存储字符串,那么很可能会造成内存溢出。因此我们需要考虑将字符串转化为整数并存储。

其实如果是将26个字母全部转化为整数,并用整数表示任意10个字母所组成的字符串是不可能的。因为26个字母意味着每个字母至少需要5位才能表示出来。比如00000代表A, 00001代表B。而10个字母意味着需要5*10=50位,而一个整形是32位。

而本题中,只有四个字母A,C,G和T,只需要两位就可以表示这四个字母,分别是:
A----00----0
C----01----1
G----10----2
T----11----3

那么ACGAATTCCG对应的二进制码就是00 01 10 00 00 11 11 01 01 10, 再将这个二进制数转换成对应的十进制数。因为每个字符串对应的二进制长度为20,小于整数的32,因此是可行的。

代码如下:

    public List findRepeatedDnaSequences2(String s){
        
        List result = new ArrayList();
        Set firstTime = new HashSet();
        Set secondTime = new HashSet();

        //也可以使用hashmap,但是用数组的话可以很好的提升性能
        char[] map = new char[26];
        map['A'-'A'] = 0;//00
        map['C'-'A'] = 1;//01
        map['G'-'A'] = 2;//10
        map['T'-'A'] = 3;//11

        char[] sArray = s.toCharArray();
        for(int i = 0 ; i

leetcode187. Repeated DNA Sequences_第1张图片
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